UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN MARTÍN – TARAPOTO
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL
DISEÑO DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE Y SANEAMIENTO DE LA
LOCALIDAD DE CHONTAPAMPA Y ANEXO YANAYACU DISTRITO DE
MILPUC PROVINCIA DE RODRÍGUEZ DE MENDOZA REGIÓN
AMAZONAS
TESIS
PRESENTADA PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE
INGENIERO CIVIL
POR:
BACH. JOSÉ ELISEO ALAVA HERRERA
ASESOR ING. VÍCTOR HUGO SÁNCHEZ MERCADO
TARAPOTO – PERÚ
2016
UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN MARTÍN - TARAPOTOFACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL YARQUITECTURA
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL
DISEÑO DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE YSANEAMIENTO DE LA LOCALIDADDE CHONTAFAMPA YANEXO YANAYACU DISTRITO DE MILPUC PROVINCIA DE
rodríguez de MENDOZA REGIÓN AMAZONAS
TESIS
PARA optar EL TÍTULO PROFESIONAL DE
ingeniero civil
Por:
BACH, JOSÉ elíseo ALAVA herrera
aprobada ante el honorable jIURAOO:SUSTENTADA Y
ing. jorge isaacs rioja Díaz
segundo HUAMANTORREJÓNPresidente
Secretario
CARLOS
,NG. garlosenriqde chung roJ
Miembro
,ng. Víctor hugoSánchez mercado
Asesor
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1. Datos del autor:
Apellidos y nombres: AIaua Rerrcra V. 06e 0'iSenCódigo de alumno : íj2- i íi Teléfono: ^66 S839 58
Correo electrónico:0\üVpo5Í\ ,u>^. DNi:íX'837i2i
(En caso haya más autores, llenar un formulario por autor)
2. Datos AcadémicosFacultad de:
Escuela^r.c,rn^t^ña Qo"A S AfqoyVfnicrHProfefiíonal de; I ^
3. Tipo de trabajo de investigaciónTesis (X) Trabajo de investigación ( )Tr_^ajo de suficiencia profesional ( )
4. Datos del Trabajo de investigación( 3<faW. a
efe \a VjDtícUcW^ de OooaVa^fTi^ y Accxo deYrxx).r,OA Ae Koór^ue-z dfe 'Rcq^Oy^ /Vtv
Aflo de pubiicación: 20i í
S.Tipo de Acceso al documento1Acceso público * (x) Embargo ( )
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iii
DEDICATORIA
No tengo palabras que puedan resumir el agradecimiento que tengo a mis padres Eliseo
y María Lenith, a quienes dedico este trabajo, ya que fueron ellos quienes me apoyaron
incondicionalmente e infaliblemente en cada etapa de mi vida.
A mis hermanos Javier Enrique y María Lenith, por el apoyo incondicional que siempre
me brindaron.
iv
AGRADECIMIENTO
El presente trabajo de tesis primeramente agradecerte a ti mi Dios, por concederme el
sueño anhelado, también a mi alma mater que es la UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN
MARTÍN – TARAPOTO por darme la oportunidad de estudiar y convertirme en un
profesional.
A los Docentes de la Facultad de Ingeniería Civil y Arquitectura de la Universidad
Nacional de San Martín, porque todos han aportado a mi formación, por sus consejos,
sus enseñanzas y más que todo por su experiencia y amistad.
Al Ing. Víctor Hugo Sánchez Mercado, Asesor de la presente Tesis, por su apoyo
incondicional, tanto moral como académico, para lograr el presente objetivo.
Por ultimo Son muchas las personas que han formado parte de mi vida profesional a las
que me encantaría agradecerles su amistad, consejos, apoyo, ánimo y compañía en los
momentos más difíciles de mi vida.
v
ÍNDICE
Pág.
Dedicatoria……………………………………………………..……………………………......iii
Agradecimientos………………………………………………………….……………….........iv
Índice…………………………………………………………………………………….………. v
Índice de Figuras……………………………………………………………………………...... x
Índice de Fotos…………………………………………………………………………………. xi
Índice de cuadros………………………………………………………………………………. xi
Índice de Planos……………………………………………………………………………… xi
Resumen .…………………………………………………………………………………… xiv
Abstract………………………………………………………………………………………... xv
I. INTRODUCCION……………………………………………………………………….......... 1
1.1. GENERALIDADES……………………………………………………………………......1
1.1.1 Ubicación del Proyecto………………………………………………………………….. 3
1.1.2 Situación Actual………………………………………………………………………….. 4
1.1.3 Vías de Acceso…………………………………………………………………………... 5
1.1.4 Población Beneficiada……………………………………………………………………6
1.2 LIMITACIONES……………………………………………………………………………..7
II. MARCO TEÓRICO………………………………………………………………………….. 8
2.1 ANTECEDENTES, PLANTEAMIENTO, DELIMITACIÓN Y FORMULACIÓN DEL
PROBLEMA A RESOLVER……………………………………………………………….......8
2.1.1 Antecedentes del Problema…………………………………………………………….. 8
2.1.2 Planteamiento del Problema……………………………………………………………. 8
2.1.3 Delimitación del problema……………………………………………………………..... 8
2.1.4 Formulación del Problema a Resolver………………………………………………… 8
vi
2.2 OBJETIVOS…………………………………………………………………………………8
2.2.1 Objetivo General……………………………………………………………………….....8
2.2.2 Objetivo Específicos……………………………………………………………………...8
2.3 JUSTIFICACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN…………………………………………….. 9
2.4 DELIMITACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN……………………………………………… 9
2.5 MARCO TEÓRICO Y MARCO CONCEPTUAL…………………………………………9
2.5.1 Sistema de Agua Potable……………………………………………………………….. 9
2.5.2 Captación……………………………………………………………………………… 10
2.5.3 Conducción………………………………………………………………………………11
2.5.4 Tratamiento………………………………………………………………………………11
2.5.5 Regularización………………………………………………………………………….. 11
2.5.6 Línea de Alimentación…………………………………………………………………. 12
2.5.7 Red de Distribución…………………………………………………………………….. 12
2.6 SISTEMA DE ALCANTARILLADO……………………………………………………. 12
2.6.1 Red de Atarjeas……………………………………………………………………….... 12
2.6.2 Sub Colectores…………………………………………………………………………. 12
2.6.3 Colectores………………………………………………………………………………..12
2.6.4 Emisor…………………………………………………………………………………… 12
2.6.5 Tratamiento………………………………………………………………………………13
2.6.6 Sitio de Vertido………………………………………………………………………….. 13
2.6.7 Obras Conexas…………………………………………………………………………. 13
2.7 ESTUDIOS BÁSICOS PARA REALIZAR UN PROYECTO………………………… 13
2.7.1 Generalidades…………………………………………………………………………...13
2.7.2 Causas que den origen a la Necesidad de los Proyectos…………………………. 13
vii
2.7.3 Antecedentes Generales………………………………………………………………. 13
2.7.4 Estudio Socio-Económico……………………………………………………………... 14
2.7.5 Información Básica……………………………………………………………………...14
2.7.6 Población de Proyecto…………………………………………………………………. 14
2.7.7 Periodo de Diseño……………………………………………………………………… 14
2.7.8 Vida Útil………………………………………………………………………………….. 14
2.7.9 Proyectos De Agua Potable – Consumo…………………………………………….. 15
2.7.10 Clase Socioeconómica Descripción del Tipo de Vivienda……………………….. 15
2.7.11 Consumo No-Doméstico……………………………………………………………... 15
2.7.11.1 Consumo Industrial…………………………………………………………………. 15
2.7.11.2 Usos Públicos……………………………………………………………………….. 15
2.7.12 Demanda Actual………………………………………………………………………. 15
2.7.13 Pérdidas Físicas………………………………………………………………………. 15
2.7.14 Predicción de La Demanda………………………………………………………….. 16
2.7.15 Dotación………………………………………………………………………………...16
2.8 FUNDAMENTOS TEÓRICOS…………………………………………………………... 16
2.8.1 Determinación del Periodo de Diseño……………………………………………… 16
2.8.2 Estudios de Población…………………………………………………………………. 17
2.8.3 Cálculo de la Población Futura……………………………………………………….. 17
2.8.4 Dotación y Consumo…………………………………………………………………… 18
2.8.5 Dotación de Agua………………………………………………………………………. 18
2.8.6 Consumo Promedio Diario Anual…………………………………………………….. 19
2.8.7 Consumo Máximo Diario (Qmd) y Consumo Máximo Horario (Qmh)……………. 19
2.8.8 Parámetros Específicos……………………………………………………………….. 19
viii
2.8.9 Parámetros Específicos de Agua Potable…………………………………………… 20
2.8.9.1 Redes de Distribución……………………………………………………………….. 20
2.8.9.2 Coeficientes de Fricción……………………………………………………………... 20
2.8.9.3 Velocidad en el Conducto.…………………………………………………………... 22
2.8.9.4 Zonas de Presión…………………………………………………………………….. 22
2.8.9.5 Válvulas de Aire………………………………………………………………………. 22
2.8.9.6 Válvulas de Purga……………………………………………………………………. 22
2.8.9.7 Criterios de Diseño…………………………………………………………………… 23
2.9 PARÁMETROS ESPECÍFICOS DE ALCANTARILLADO…………………………....23
2.9.1 Coeficiente de Retorno………………………………………………………………… 23
2.9.2 Caudal de Infiltración…………………………………………………………………... 23
2.9.3 Cuantificación de Caudales Aporte Doméstico……………………………………... 24
2.9.4 Criterios de diseño……………………………………………………………………… 24
2.9.5 Criterio de la velocidad mínima……………………………………………………….. 27
2.9.6 Criterio de la tensión tractiva………………………………………………………….. 27
2.9.7 Pendiente mínima……………………………………………………………………….28
2.9.8 Coeficiente de rugosidad………………………………………………………………. 28
2.9.9 Diámetro mínimo……………………………………………………………………….. 28
2.9.10 Tirante máximo………………………………………………………………………... 28
2.9.11 Profundidad de instalación…………………………………………………………… 29
2.9.12 Ubicación de elementos de inspección…………………………………………….. 29
2.10 MARCO HISTÓRICO……………………………………………………………………29
2.11 HIPÓTESIS……………………………………………………………………………….31
III. MATERIALES Y MÉTODOS…………………………………………………………….. 32
ix
3.1 MATERIALES…………………………………………………………………………….. 32
3.1.1 Recursos Humanos……………………………………………………………………..32
3.1.2 Bienes y Servicios……………………………………………………………………… 32
3.2 MÉTODOS………………………………………………………………………………… 32
3.2.1 Tipos y Nivel de Investigación………………………………………………………… 32
3.2.2 Diseño de Instrumentos……………………………………………………………….. 32
3.2.3 Fuentes Técnicas e Instrumentos de Selección Datos…………………………….. 32
3.3 ESTUDIOS BÁSICOS…………………………………………………………………… 33
3.3.1 Estudios Topográficos…………………………………………………………………. 33
3.3.2 Resultados del Estudio Topográfico…………………………………………………. 33
3.4 ESTUDIO GEOLÓGICO Y DE SUELOS……………………………………………… 33
3.4.1 Metodología……………………………………………………………………………...33
3.4.2 Resumen del Estudio de Mecánica de Suelos……………………………………… 34
3.5 ESTUDIO DE IMPACTO DEL MEDIO AMBIENTE…………………………………... 34
3.5.1 Enfoque…………………………………………………………………………………..34
3.5.2 Objetivos y Alcances…………………………………………………………………… 34
3.5.3 Método de análisis…………………………………………………………………….34
3.6 UBICACIÓN DE CANTERAS…………………………………………………………… 34
IV. RESULTADOS……………………………………………………………………………. 35
4.1 CRITERIOS Y PARÁMETROS DE DISEÑO DEL SISTEMA DE AGUA
POTABLE………………………………………………………………………………………35
4.1.1 Periodo de Diseño……………………………………………………………………… 35
4.1.2 Población………………………………………………………………………………... 35
4.1.3 Dotación…………………………………………………………………………………. 35
4.2 SISTEMA DE ALCANTARILLADO……………………………………………………..38
x
4.2.1 Consumo de Agua……………………………………………………………………….38
4.2.2 Gasto Promedio………………………………………………………………………… 38
4.2.3 Relación de Desagüe/Agua o Factor de Reingreso “c”…………………………….. 38
4.2.4 Caudal de Aguas Residuales…………………………………………………………..38
4.2.5 Caudal máximo Horario…………………………………………………………………39
4.2.6 Caudal de Infiltración……………………………………………………………………39
4.2.7 Caudal de Diseño o Caudal de Distribución en Marcha……………………………. 40
4.3 DIMENSIONAMIENTO DE LAS TUBERIAS………………………………………….. 40
4.3.1 Buzones…………………………………………………………………………………. 40
4.3.2 Velocidades Permisibles………………………………………………………………..41
4.3.3 Pendientes Mínimas…………………………………………………………………….41
4.4 SISTEMA DE TRATAMIENTO…………………………………………………………..42
4.4.1 Tratamiento Preliminar………………………………………………………………….42
4.4.2 Rejas o Cribas de Barra……………………………………………………………… 42
4.4.3 Tratamiento Primario……………………………………………………………………42
V. ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE LOS RESULTADOS…………………………………… 43
VI. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES………………………………………….. 45
6.1 CONCLUSIONES………………………………………………………………………… 45
6.2 RECOMENDACIONES…………………………………………………………………...46
VII. BIBLIOGRAFÍA…………………………………………………………………………...48
ANEXOS………………………………………………………………………………………..49
Anexo 1: Planos………………………………………………………………………………..50
ÍNDICE DE FIGURAS
Fig. 1: Plano de Ubicación Política..…………………………………………………………..3
xi
Fig. 2: Croquis……………………………..…………………………………………………….5
Fig. 3: Esquema de tuberías con sección parcialmente llena……………………………..26
ÍNDICE DE FOTOS
Fot. 1: Actividades de los Pobladores…………………………………………………………6
ÍNDICE DE CUADROS
Cuadro N°1: Población actual y futura……..………………………………………………....6
Cuadro N°2: Coeficiente de fricción “C” de acuerdo al material…..................................20
Cuadro N°3: Valores de K para pérdidas locales…………………………………………..21
Cuadro N°4: Coeficiente de rugosidad según Manning…………………………..............28
Cuadro N°5: Distancias máximas de elementos de inspección…………………………. 29
ÍNDICE DE PLANOS
UBICACIÓN
Ubicación y Localización………………………………………………………………… UL-01
PLANO CLAVE…………………………………………………………………………… PC-01
PASE AEREO
Pases Aéreos……………………………………………………………………………...PA-01
Detalles Pases Aéreos……………………………………………………………………PA-02
SISTEMA DE ALCANTARILLADO
Plano Topográfico Chontapampa ……………………………………………………….AL-01
Plano Total Alcantarillado Chontapampa………………………………………………. AL-02
Diagrama de Flujo Chontapampa ……………………………………………………… AL-03
Perfiles Longitudinales Alcantarillado Chontapampa…………………………………. AL-04
Perfiles Longitudinales Alcantarillado Chontapampa…………………………………. AL-05
Plano de Lotizaciones Chontapampa……………………………………………………AL-06
xii
Plano Topográfico Yanayacu……………………………………………………………. AL-07
Plano Total Alcantarillado Yanayacu…………………………………………………….AL-08
Diagrama de Flujo Yanayacu……………………………………………………………. AL-09
Perfiles Longitudinales Alcantarillado Yanayacu……………………………………….AL-10
Plano de Lotizaciones Yanayacu………………………………………………………...AL-11
Detalles Buzones………………………………………………………………………….AL-12
Detalles Medias Cañas……………………………………………………………………AL-13
Detalles Conexiones Domiciliarias Alcantarillado………………………………………AL-14
SISTEMA DE AGUA POTABLE
Plano en Planta Línea de Conducción…………………………………………………..AG-01
Perfil Línea de Conducción……………………………………………………………… AG-02
Plano en Planta Línea de Aducción……………………………………………………..AG-03
Perfil Línea de Aducción………………………………………………………………….AG-04
Red de Distribución Agua Chontapampa……………………………………………….AG-05
Croquis Sistema de Agua Potable……………………………………………………….AG-06
Captación de Manantial Tipo C-2………………………………………………………..AG-07
Sedimentador…………………………………………………………………………….. AG-08
Filtro Lento…………………………………………………………………………………AG-09
Caja Rompe Presión Tipo 7………………………………………………………………AG-10
Válvula de Purga…………………………………………………………………………. AG-11
Válvula de Aire…………………………………………………………………………… AG-12
Detalles Conexiones Domiciliarias Agua Potable…………………………………….. AG-13
PLANTA DE TRATAMIENTO
Planta de Tratamiento N°01 Chontapampa...………………………………………….. PT-01
xiii
Planta de Tratamiento N°02 Chontapampa……………………………………………..PT-02
Planta de Tratamiento N°3 Anexo Yanayacu…………………………………………...PT-03
TANQUE SÉPTICO
Tanque Séptico – Pozo percolador 1 Chontapampa…………………………………. TS-01
Tanque Séptico – Pozo percolador 2 Chontapampa…………………….…………….TS-02
Tanque Séptico – Pozo percolador 3 Anexo Yanayacu……………………………… TS-03
xiv
RESUMEN
El presente trabajo surge de la necesidad de dar solución a los problemas existentes en
la captación de agua potable y alcantarillado de las Localidades de Chontapampa y
anexo Yanayacu, debido al crecimiento de la población y a la antigüedad del sistema de
suministro y desagüe, que generaría un abastecimiento interrumpido en determinados
instantes en la población, que incluso se ve condicionada su situación sanitaria en un
futuro no muy lejano. Es así como se prevé mediante el análisis de dos alternativas, el
mejoramiento y ampliación del sistema de suministro actual para el sistema de
abastecimiento de agua potable, con el propósito de satisfacer la demanda de agua total,
para las dos localidades.
En la presente Tesis se desarrollaran los Diseños para:
Mejoramiento del Sistema de Agua Potable.
Captación y tratamiento de agua potable.
Línea de conducción y aducción.
Cambio de líneas de distribución.
Conexiones domiciliarias.
Red de Alcantarillado Condominial.
Planta de Tratamiento de Aguas Servidas.
Se construirá una línea de aducción que sale del reservorio de 15.5 M3 hasta el punto
de distribución en Chontapampa que se ubica frente al puesto de salud, tiene una
longitud de 1,805 ml siendo de PVC de 2” de diámetro, está tubería será reemplazada
en una longitud de 1,215 ml con lo cual se asegura su funcionamiento proyectado en 20
años.
Palabras clave: Sistema de Agua Potable, Saneamiento.
xv
ABSTRACT
The following work arises from the need to solve the existing problems in the collection
of drinking water and sewerage of the Localities of Chontapampa and annex Yanayacu,
due to the population growth and the age of the supply and drainage system, which would
generate a Supply interrupted at certain moments in the population, which is even
conditioned its health situation in the not too distant future. Thus, by means of the analysis
of two alternatives, the improvement and expansion of the current supply system for the
potable water supply system is foreseen, with the purpose of satisfying the total water
demand, for the two localities.
In this thesis will develop the designs for:
Drinkable Water System Improvement.
Collection and treatment of drinkable water.
Line of conduction and adduction.
Change of distribution lines.
Home connections.
Condominium Sewerage Network.
Sewage Treatment Plant.
An adduction line will be constructed that leaves the reservoir of 15.5 M3 to the point of
distribution in Chontapampa that is located in front of the health post, has a length of
1,805 ml being of PVC of 2 "of diameter, this pipe will be replaced in a Length of 1,215
ml which ensures its projected operation in 20 years.
Keywords: Drinking Water System, Sanitation.
DECLARACIÓN JURADA Y NO PLAGIO
Yo, José Eliseo Alava Herrera identificado con DNI Nº 00837121 con domicilio en
Jr. Ramón Castilla 1140 – Soritor a efecto de cumplir con las disposiciones vigentes
consideras en el Reglamento de Grados y Títulos de la Facultad de Ingeniería Civil y
Arquitectura de la Universidad Nacional de San Martín - Tarapoto, Declaro Bajo
Juramento que toda la documentación que acompaño es veraz y auténtica.
Así mismo, Declaro Bajo Juramento que todos los datos e información que se presenta
en la presente tesis y/o informe de Ingeniería, son auténticos y veraces
En tal sentido asumo la responsabilidad que corresponda ante cualquier falsedad,
ocultamiento u omisión tanto de los documentos como de información aportada por lo
cual me someto a lo dispuesto en las normas académicas de la Universidad Nacional de
San Martín – Tarapoto.
Tarapoto, 16 de Octubre 2017
…………………………. ………………………….
Firma Huella Digital
1
I. INTRODUCCIÓN
1.1 GENERALIDADES
Si se toma en cuenta el dicho de que “El agua es vida”, fácilmente se puede explicar por
qué los asentamientos humanos se localizaban donde este elemento estaba disponible.
Con el paso del tiempo y debido al crecimiento poblacional ha sido necesario realizar
obras cada día de mayor tamaño con la finalidad de abastecer de este preciado líquido
a las poblaciones que día a día lo solicitan en mayor cantidad y de mejor calidad, para
sus necesidades. El Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo (PNUD)
determina que los cinco servicios básicos que un Estado debe garantizar a sus
ciudadanos, al menos, para poder permitir el desarrollo humano son los siguientes: La
salud, la educación, la identidad, el saneamiento básico y la electrificación.
El presente trabajo, se centrará en el servicio de saneamiento.1 Actualmente en el Perú,
existen más de 2.64 millones de habitantes en las zonas rurales que no cuentan con
acceso a agua potable y 5.11 millones carecen de un adecuado sistema de saneamiento
y de eliminación de aguas residuales. Cabe resaltar que solo el 12 % de habitantes que
cuentan con estas instalaciones las tienen en buen estado.2 Según el Instituto de
Estadísticas e Informática (INEI) las condiciones explicadas en el párrafo anterior,
inciden en el indicador de mortalidad infantil de las zonas rurales. Este índice tiene un
promedio nacional de 47% de infantes nacidos vivos, de los cuales el 4.23% fallece por
enfermedades gastrointestinales. Además de la mortalidad infantil, la carencia de
servicios de agua y saneamiento también influye en la elevada presencia de
enfermedades gastrointestinales en niños menores a cinco años, en la pérdida de horas
- hombre laborales y la disminución de la productividad por enfermedades. Pero, el
abastecer de agua a los conglomerados humanos, tiene como consecuencia el retiro de
la mayor parte de ella, una vez que ha sido utilizada y por ende contaminada.
Para ello es necesario que el ingeniero civil, tome en consideración una serie de
elementos, que le permitan mediante estudios y trabajos especializados satisfacer de
manera efectiva y sustentable la necesidad que se tiene del servicio del agua,
proporcionándolo en forma ininterrumpida, en cantidad y con la calidad apropiada. Punto
importante a considerar es la lejanía de las fuentes de abastecimiento, motivado
principalmente por la localización del agua en nuestro planeta, que generalmente ya se
encuentra apartada de los centros urbanos. Según Agüero, El agua y saneamiento son
factores importantes que contribuyen a la mejora de las condiciones de vida de las
personas. Lamentablemente, no todos tenemos acceso a ella. Las más afectadas son
2
las poblaciones con menores ingresos. Según revelan cifras actuales, en el Perú existen
7.9 millones de pobladores rurales de los cuales 3 millones (38%) no tienen acceso a
agua potable y 5.5 millones (70%) no cuentan con saneamiento. Consecuencias
negativas sobre el ambiente y la salud de las personas y, en los niños y niñas el impacto
es tres veces mayor. En el futuro esta situación se agravará.
Para el 2025 se prevé la escasez de agua en 48 países y uno de ellos es el Perú.
Recibimos una debilidad histórica de los años 1990 al 2002 por los limitados recursos
económicos y el lento aprendizaje de parte de los diferentes gobiernos. No se entendió
la importancia del tema de agua y saneamiento y no se abordó de manera integral el
componente educativo y el fortalecimiento organizacional de los modelos de gestión
comunitaria. Ante esta debilidad histórica, fueron principalmente las ONGs y las
entidades de cooperación al desarrollo, las que implementaron 4 proyectos que llenaban
estos vacíos y en la práctica hicieron incidencia en las políticas de intervención.
En los últimos 5 años y con el financiamiento del Banco Mundial, el Ministerio de
Vivienda, Construcción y Saneamiento a través del Programa Nacional de Agua Potable
y Saneamiento Rural (PRONASAR), viene implementando masivamente proyectos de
agua y saneamiento con Operadores Regionales. Dentro de sus actividades incorpora
los componentes de Infraestructura, Educación Sanitaria, Gestión de las Juntas
Administradoras de Servicios de Saneamiento (JASS) y fortalecimiento a la unidad
técnica municipal (UTM).
El Gobierno Regional de Amazonas, dentro del Plan Regional de Inversión, ha
considerado desarrollar proyectos de Saneamiento Básico, con fines de aliviar el
problema de salud y de contaminación ambiental en las localidades cuyo problema es
de atención prioritaria; en el presente caso a solicitud de la Municipalidad distrital de
Milpuc, dispuso la elaboración del Perfil Técnico de Pre Inversión con fines a evaluar el
problema actual de desabastecimiento, la mala calidad del agua potable y el inexistencia
de un sistema de desagüe.
Por estas razones, teniendo en cuenta la necesidad de brindar un eficiente servicio a la
población demandante y facilitar el acceso a estos servicios se va a elaborar como un
trabajo de tesis: “Diseño del Sistema de Agua Potable y Construcción del Sistema
de Saneamiento de la Localidad de Chontapampa y Anexo Yanayacu” con el
Presupuesto de la Región Amazonas y en convenio con la Municipalidad de Milpuc, con
la finalidad de brindar a la población una moderna y adecuada infraestructura de
Saneamiento Básico, acorde con las disposiciones y recomendaciones emanadas del
3
Ministerio de Vivienda, evitando de este modo los focos contaminantes en la salud de
los habitantes y del medio ambiente, causantes de enfermedades de diferentes índoles.
A pesar que en los últimos 20 años han aumentado los sistemas de abastecimiento de
agua potable y saneamiento en el medio rural, mediante programas de apoyo social,
estos aún se muestran insuficientes dado que los niveles de servicio alcanzados en
algunos departamentos del país son mínimos.
Se define como “nivel de servicio” a la manera como se brinda el servicio al consumidor
final. Los niveles de servicio pueden ser público o por conexión domiciliaria.
En la región Amazonas la problemática es similar a otras Regiones acentuándose en las
comunidades o Distritos alejados por lo que la Población es más vulnerable a las
enfermedades infectocontagiosa, a pesar que en los últimos 10 años los gobiernos de
turno tratan de ser este uno de sus programas más importantes aún quedan muchas
localidades sin tener este vital elemento.
1.1.1 Ubicación del Proyecto
La Localidad de Chontapampa y el Anexo Yanayacu, pertenecen al Distrito de Milpuc,
provincia de Rodríguez de Mendoza, departamento de Amazonas. Ubicados a un altura
promedio de 1620 m.s.n.m.
Fig. 1
Plano de Ubicación Política
Fue
nte
: ela
bo
ració
n p
ropia
4
Región : Amazonas
Departamento : Amazonas
Provincia : Rodríguez de Mendoza
Distrito : Milpuc
Localidad : Chontapampa - Yanayacu
Altitud promedio : 1620 m.s.n.m.
1.1.2 Situación actual
El servicio de agua existente en Yanayacu y Chontapampa se inicia con la construcción
de la captación, y reservorio de 10.5 m3 de capacidad en Yanayacu financiados por la
Parroquia de la iglesia Católica de la provincia, luego FONCODES, en el año 2005
construye el segundo reservorio de 15.5 M3 de capacidad y la línea de conducción a
Chontapampa. En ambos proyectos se analizó el agua de manantial físico, químico y
bacteriológicamente, siendo dicha fuente de excelente calidad.
El Sistema de agua potable cuenta con la siguiente infraestructura:
Captación de manantial (1,782 msnm, 03 unidades) ubicada en la quebrada
Calasbamba, esta captación se ubica en zona boscosa, es de hacer notar que cuenta
con tres captaciones que se conectan para ser conducidas hasta el reservorio en un
gasto aforado de 0.41 lt/seg. A una menor cota y en la misma quebrada existe mayores
filtraciones de manantial de agua y que representan una solución inmediata a la falta de
agua. La quebrada de Calasbamba tiene su origen inicial en estos manantiales.
Línea de conducción: 485 ML PVC 2”, pasa por un pase aéreo de 30 ml de longitud,
luego continua hasta el Reservorio de capacidad 10.5 M3 siendo su estado de
conservación bueno cuenta con caja de válvulas y es de concreto Armado, este
reservorio se construyó inicialmente sirviendo a las localidades de Chontapampa y
Yanayacu. En el año 2005 se construye un segundo reservorio de 15.5 M3 de capacidad
siendo alimentado con la tubería de conducción de 2” que llegaba desde el reservorio de
10.5 M3, este reservorio no funciona desde entonces a falta mayor agua captada, su
estado de conservación es bueno y cuenta con su caja y 04 válvulas de 2”.A la fecha
sólo tiene servicio de agua la localidad de Yanayacu, funcionando las tres captaciones,
la línea de conducción (485 ml 2”), el reservorio de 10.5 M3, la línea de aducción (964
ml 2”), la red de distribución en Yanayacu es con tubería PVC de 1 ½”, de 1” y ¾” su
estado de conservación es bueno. La localidad de Chontapampa no tiene servicio de
agua del sistema descrito líneas arriba a pesar de contar con un reservorio en buen
5
estado de 15.5 M3 de capacidad y una línea de conducción y Aducción en regular estado
de conservación. Línea de conducción en regular estado es de 1,805 Ml de longitud de
PVC 2”, en todo su recorrido cuenta con 01 caja de válvula de purga en buen estado con
tapa, las válvulas y accesorios han sido sustraídos, y una Válvula de aire en buen estado
frente al local del puesto de salud, la red de distribución en Chontapampa es con tubería
PVC de diámetros de 2”, 1 ½” y de 1”. Actualmente Chontapampa es alimentada por una
quebrada ubicada en la parte alta, el agua es de mala calidad y no recibe tratamiento
alguno. A continuación se anexa un croquis del sistema existente de la infraestructura
de agua de las localidades de Yanayacu y Chontapampa.
Fig. 2
1683 msnm
RESERVORIO 20 M3
C
501 p
vc 2
1/2
"
485
pvc 2
1/2"
R1
23 P
R2
A1
1215 pvc 2"
VALVULA DE AIRE
1620 msnm
VALVULA DE PURGA
A2
CROQUIS AMPLIACION Y MEJ.
SISTEMA AGUA POTABLE
C2CAPTACION 2
DE MANANTIAL
1724 msnm
605 Ø2"
M
CHONTAPAMPA (Obras de Amp. y Mej.)
C2 CAPTACION DE MANANTIAL
LINEA ADUCCION 605 ML 2" C2-R2 LINEA CONDUCCION 1215 ML 2" R2-MRED DISTRIBUCION DE 1850 ML 1 1/2"
CHONTAPAMPA RED
DE DISTRIBUCION
1850 ML de Ø1 1/2"
Croquis
1.1.3 Vías de acceso
A la localidad de Chontapampa se accede desde Chachapoyas por vía Afirmada hacia
Rodríguez de Mendoza en un aproximado de 80 Km, y luego a Milpuc, por trocha
carrozable en mal estado; haciendo un recorrido total de 106 km en aproximadamente 5
horas.
Fue
nte
: ela
bo
ració
n p
ropia
6
1.1.4 Población beneficiada.
Se estima para la población la información obtenida del INEI, y de la Municipalidad
Distrital de Milpuc, habiéndose establecido las poblaciones actuales tasas de crecimiento
tal como se presentan en el Cuadro N°1:
Cuadro N°1
Población actual y futura
En el anexo de Yanayacu se tiene a 25 familias con 100 pobladores. En la localidad de
Chontapampa se tiene a 55 familias con 220 pobladores. En su conjunto se tiene una
población de 320 pobladores. Asimismo, es importante detallar que en cuanto a la
densidad poblacional en las localidades de Chontapampa y el anexo de Yanayacu, se
ha determinado un promedio de 4 hab/viv.
Características Socio Económicas
La principal actividad económica del Distrito de Milpuc está dada por una rudimentaria
agricultura orientada principalmente al cultivo de café, caña de azúcar, yuca, plátanos y
otros.
Fot. 1
Actividades de los pobladores
Localidad
Habitantes
Tasa de Crecimiento
2009
Chontapampa
220
2.0 %
Yanayacu
100
2.0 % Fue
nte
: IN
EI – C
en
so 2
007
Fue
nte
: E
labora
ció
n P
rop
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7
También tiene como actividad económica la ganadería pero en pequeña escala con la
crianza de ganado vacuno, con limitaciones para mejorar sus condiciones por las
desventajas de su ubicación geográficamente, la misma que se encuentra alejada de los
principales mercados de la costa (Chiclayo, Lima), además del mal estado de las vías de
comunicación (trocha), permitiendo que los costos de los fletes se incrementen,
encareciendo los precios de sus productos.
La producción es generalmente comercializada en los mercados locales de Rodríguez
de Mendoza o de Chachapoyas, con muchas limitaciones de demanda, restringiendo su
actividad económica, bajos precios de sus productos, permitiendo que por este motivo
un alto porcentaje de la producción este destinado al autoconsumo, crianza de aves y
animales menores (cuy, cerdos, etc).
Características Físicas
Los rasgos geomorfológicos están estrechamente controlados por las estructuras
resultantes de los procesos tectónicos recientes y el tipo de litología.
Así como los eventos más recientes que son los que han dado la geomorfología actual.
Climatología
La temperatura promedio máximo de todos los meses es de los 33º Celsius y promedio
mínimo de los 23º Celsius; las precipitaciones superan los 1200 mm.
En el Valle de este Distrito se encuentran gran cantidad de plantas cultivables y útiles;
como también una gran variedad de maderas que necesitan un alto porcentaje de calor
y humedad.
1.2 LIMITACIONES
Para el desarrollo no se ha tenido ninguna limitación toda vez que se podido conseguir
todos los datos de campos suficientes para la elaboración del respectivo diseño.
8
II. MARCO TEÓRICO
2.1 ANTECEDENTES, PLANTEAMIENTO, DELIMITACIÓN, FORMULACIÓN DEL
PROBLEMA A RESOLVER
2.1.1 Antecedentes del Problema
La Municipalidad Distrital de Milpuc y la población en general de la localidad de
Chontapampa y anexo de Yanayacu, han visto la necesidad de ampliar y mejorar el
sistema existente de agua potable y la construcción de un Sistema de Alcantarillado con
su respectivo tratamiento de las aguas residuales de tal manera que puedan mejorar sus
condiciones de vida y medio ambiente.
Es así que con el fin de mejorar la salubridad de los habitantes de las localidades antes
mencionadas se está proyectando elaborar las metas siguientes:
Mejoramiento del Sistema de Agua Potable: Captación y tratamiento de agua potable
Línea de conducción y aducción, Cambio de líneas de distribución, Conexiones
domiciliarias, Red de Alcantarillado Condominial, Planta de tratamiento de Aguas
Servidas.
2.1.2 Planteamiento del Problema
Dado el alto índice de enfermedades infectocontagiosas en las localidades de
Chontapampa, y del Anexo Yanayacu y con el fin de mejorar la salubridad se plantea
realizar el diseño del sistema de agua potable así como el sistema de desagüe.
2.1.3 Delimitación del Problema
El presente Proyecto se delimita al estudio de la Población de las Localidades de
Chontapampa y del anexo de Yanayacu correspondiente al Distrito de Milpuc.
2.1.4 Formulación del Problema a Resolver
Sera factible resolver el problema de las enfermedades infectocontagiosas diseñando
un sistema de agua y alcantarillado en las Localidades de Chontapampa y del anexo de
Yanayacu.
2.2 OBJETIVOS
2.2.1 Objetivo General
Elaborar el diseño del sistema de agua potable y alcantarillado.
2.2.2 Objetivos Específicos
Mejorar las condiciones de salud de la población, así como el saneamiento básico de las
poblaciones beneficiadas.
Brindar agua potable apta para el consumo humano.
Fomentar mejores hábitos de higiene en la población beneficiaria del proyecto, y así dis-
9
minuir el contagio de Enfermedades Gastro Intestinales, Parasitarias y de la Piel.
Reducir los focos infecciosos causados por un inadecuado tratamiento de las aguas
residuales.
2.3 JUSTIFICACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN
La necesidad de ejecutar el presente proyecto, es debido a que el sistema actual de agua
potable es deficiente y con un servicio insuficiente; además de que no se cuenta con el
sistema de alcantarillado. Por ello es necesario que se mejoren y/o amplíen los sistemas
de agua potable y alcantarillado. Los factores que justifican el proyecto en resumen
serían:
Mejorar la calidad de vida de los pobladores de Chontapampa y Yanayacu.
Reducir los gastos en atenciones de salud por parte de los pobladores.
Reducir la contaminación ambiental; entre otros.
2.4 DELIMITACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN
La presente investigación está centrada en el Diseño del Sistema de agua potable y el
Diseño del saneamiento teniendo como destino final de las aguas servidas.
2.5 MARCO TEÓRICO Y MARCO CONCEPTUAL
La hidráulica urbana, tiene como uno de sus objetivos la parte sanitaria para la
prevención de las enfermedades de tipo hídrico, tanto en la distribución del agua potable
como en la recolección del agua residual. Esto da como resultado que los sistemas de
agua potable y alcantarillado sanitario sean complementarios. Las partes que integran
los sistemas hidráulicos urbanos son las siguientes: Sistema de Agua Potable,
Captación, Línea de conducción, Tratamiento de potabilización, Regularización, Línea
de alimentación, Red de distribución y obras conexas o complementarias; Sistema de
Alcantarillado: Red de atarjeas, Subcolectores, Colectores, Emisor, Tratamiento de
aguas residuales y Sitio de vertido; además de las obras conexas como pueden ser
Plantas de bombeo, Pozos de visita y otras. A continuación se describen someramente
las partes integrales de los sistemas de agua potable y alcantarillado, así como sus
funciones
2.5.1 Sistema de Agua Potable
Un sistema de abastecimiento de agua potable, tiene como finalidad primordial, la de
entregar a los habitantes de una localidad, agua en cantidad y calidad adecuada para
satisfacer sus necesidades, ya que como se sabe los seres humanos estamos
compuestos en un 70% de agua, por lo que este líquido es vital para la supervivencia.
Uno de los puntos principales de este capítulo, es entender el término potable. El agua
10
potable es considerada aquella que cumple con la norma establecida por la Organización
Mundial de la Salud (OMS), la cual indica la cantidad de sales minerales disueltas que
debe contener el agua para adquirir la calidad de potable.
Sin embargo una definición aceptada generalmente es aquella que dice que el agua
potable es toda la que es “apta para consumo humano”, lo que quiere decir que es posible
beberla sin que cause daños o enfermedades al ser ingerida.
La contaminación del agua ocasionada por aguas residuales municipales, es la principal
causa de enfermedades de tipo hídrico por los virus, bacterias y otros agentes biológicos
que contienen las heces fecales (excretas), sobre todo si son de seres enfermos.
Por tal motivo es indispensable conocer la calidad del agua que se piense utilizar para el
abastecimiento a una población.
2.5.2 Captación
Es la parte inicial del sistema hidráulico y consiste en las obras donde se capta el agua
para poder abastecer a la población. Pueden ser una o varias, el requisito es que en
conjunto se obtenga la cantidad de agua que la comunidad requiere.
Para definir cuál será la fuente de captación a emplear, es indispensable conocer el tipo
de disponibilidad del agua en la tierra, basándose en el ciclo hidrológico, de esta forma
se consideran los siguientes tipos de agua según su forma de encontrarse en el planeta:
Aguas superficiales. Aguas subterráneas. Aguas meteóricas (atmosféricas). Agua de
mar (salada).
Las agua meteóricas y el agua de mar, ocasionalmente se emplean para el
abastecimiento de las poblaciones, cuando se usan es porque no existe otra posibilidad
de surtir de agua a la localidad, las primeras se pueden utilizar a nivel casero o de
poblaciones pequeñas y para la segunda, en la actualidad se desarrollan tecnologías
que abaraten los costos del tratamiento requerido para convertirla en agua potable,
además de que los costos de la infraestructura necesaria en los dos casos son altos.4
Por lo tanto, actualmente solo quedan dos alternativas viables para abastecer de agua
potable a una población con la cantidad y calidad adecuada y a bajo costo, las aguas
superficiales y las subterráneas.
Las aguas superficiales son aquellas que están en los ríos, arroyos, lagos y lagunas, las
principales ventajas de este tipo de aguas son que se pueden utilizar fácilmente, son
visibles y si están contaminadas pueden ser saneadas con relativa facilidad y a un costo
aceptable. Su principal desventaja es que se contaminan fácilmente debido a las
descargas de aguas residuales, pueden presentar alta turbiedad y contaminarse con
11
productos químicos usados en la agricultura. Las aguas subterráneas son aquellas que
se encuentran confinadas en el subsuelo y su extracción resulta algunas veces cara,
éstas se obtienen por medio de pozos someros y profundos, galerías filtrantes y en los
manantiales cuando afloran libremente.
Por estar confinadas están más protegidas de la contaminación que las aguas
superficiales, pero cuando un acuífero se contamina, no hay método conocido para
descontaminarlo. Las obras de captación son las obras civiles y electromecánicas que
se emplean para extraer las aguas.
Estas obras varían de acuerdo a las características de la fuente de abastecimiento, su
localización, la topografía del terreno y por la cantidad de agua a extraer. Un requisito
importante para el diseño de una obra de captación, es la previsión que sea necesaria
para evitar la contaminación de las aguas.
2.5.3 Conducción
La denominada “línea de conducción” consiste en todas las estructuras civiles y
electromecánicas cuya finalidad es la de llevar el agua desde la captación hasta un punto
que puede ser un tanque de regularización, una planta de tratamiento de potabilización
o el sitio de consumo.
Es necesario mencionar que debido al alejamiento, cada vez mayor entre la captación y
la zona de consumo, las dificultades que se presentan en estas obras, cada día son
mayores.
2.5.4 Tratamiento
El tratamiento, se refiere a todos los procesos físicos, mecánicos y químicos que harán
que el agua adquiera las características necesarias para que sea apta para su consumo.
Los tres objetivos principales de una planta potabilizadora son lograr un agua que sea:
segura para consumo humano, estéticamente aceptable y económica.
Para el diseño de una planta potabilizadora, es necesario conocer las características
físico-químicas y biológicas del agua así como los procesos necesarios para modificarla.
2.5.5 Regularización
Como punto importante de este apartado, es indispensable establecer con claridad la
diferencia entre los términos “almacenamiento” y “regularización”.
La función principal del almacenamiento, es contar con un volumen de agua de reserva
para casos de contingencia que tengan como resultado la falta de agua en la localidad y
la regularización sirve para cambiar un régimen de abastecimiento constante a un
régimen de consumo variable.
12
2.5.6 Línea De Alimentación
Esta línea es el conjunto de tuberías que sirven para conducir el agua desde el tanque
de regularización hasta la red de distribución, cada día son más usuales por la lejanía de
los tanques y la necesidad de tener zonas de distribución con presiones adecuadas.
2.5.7 Red de Distribución
Este sistema de tuberías es el encargado de entregar el agua a los usuarios en su
domicilio, debiendo ser el servicio constante las 24 horas del día, en cantidad adecuada
y con la calidad requerida para todos y cada uno de los tipos de zonas socio-económicas
(comerciales, residenciales de todos los tipos, industriales, etc.) que tenga la localidad
que se esté o pretenda abastecer de agua. El sistema incluye válvulas, tuberías, tomas
domiciliarias, medidores y en caso de ser necesario equipos de bombeo.
2.6 SISTEMAS DE ALCANTARILLADO
Los sistemas de alcantarillado, tienen como función el retiro de las aguas que ya han
sido utilizadas en una población y por ende contaminado, estas aguas reciben el nombre
genérico de “aguas residuales”; también sirven para retirar las aguas pluviales.
El alcantarillado consiste en un sistema de conductos enterrados llamados alcantarillas,
que generalmente se instalan en el centro de las calles y sus componentes son los
siguientes:
2.6.1 Red de Atarjeas
Son los conductos de menor diámetro y reciben las aguas residuales domiciliarias por
medio de tuberías que salen de la casa y cuyo nombre es el de “descarga domiciliaria” y
que dentro del predio se conoce como “albañal”. El diámetro de la descarga domiciliaria
y el albañal generalmente es de 15 cm. y el de la atarjea como mínimo debe ser de 20
cm.
2.6.2 Subcolectores
Estas tuberías son las que recolectan las aguas que llevan las atarjeas. Su diámetro
debe ser igual o mayor a 20 cm. aunque al inicio puede ser de esta medida (actualmente
este componente del sistema ya no se considera)
2.6.3 Colectores
Los colectores son las tuberías que captan el agua que traen las atarjeas y los
subcolectores por lo que su diámetro debe ser generalmente mayor al de ellas.
2.6.4 Emisor
A este conducto, ya no se le conecta ninguna descarga de aguas residuales y su función
es retirar de la localidad todo el volumen de agua captada por la red de alcantarillado y
13
conducirla al sitio donde se tratará o verterá.
2.6.5 Tratamiento
Uno de los objetivos principales de los sistemas de alcantarillado, es evitar la
contaminación provocada por las aguas residuales a los cuerpos de agua superficial y
subterráneos, por lo que no se permiten descargas de aguas residuales a las corrientes
superficiales ni a los terrenos sin tratar. Para disminuir la contaminación, el agua residual
debe pasar por un proceso de tratamiento, este proceso consiste en separar de las aguas
residuales los sólidos, líquidos, productos químicos, bacterias y virus para poder
emplearlas, posteriormente a su tratamiento.
2.6.6 Sitio de Vertido
Una vez que las aguas residuales han sido tratadas, se deben desalojar o reusar, en el
primer caso, es necesario localizar un lugar específico que puede ser un cuerpo de agua
y a este lugar se la llama “sitio de vertido”.
2.6.7 Obras Conexas
Este tipo de obras son estructuras auxiliares que tendrán funciones específicas dentro
del sistema de alcantarillado, éstas son, pozos de visita (alcantarillado sanitario),
tragatormentas (alcantarillado pluvial) y generadas por la topografía del sitio, estaciones
de bombeo de ser necesarias.
2.7 ESTUDIOS BÁSICOS PARA REALIZAR UN PROYECTO
2.7.1 Generalidades
El paso inicial para efectuar un proyecto, es la realización de un estudio de factibilidad
técnico, económico y financiero, cuyo objetivo primordial es justificar la elaboración del
proyecto, garantizando que su ejecución se efectúe mediante un análisis de todos los
factores técnicos, sociales, económicos, financieros, políticos y culturales que
intervienen. Para obtener esto, se explicarán los estudios básicos que para los proyectos
de los sistemas de agua potable y alcantarillado son requisito indispensable realizar,
iniciando con las causas que generan la necesidad del proyecto.
2.7.2 Causas que den origen a la Necesidad de los Proyectos
Se deberá investigar con los habitantes de la localidad, cuáles son las causas que
intervienen para generar el o los proyectos de servicio, ya sea una presión local o política,
un desarrollo integral de la zona o un nuevo polo de desarrollo.
2.7.3 Antecedentes Generales
Será necesario consumar una investigación, recopilación y análisis de toda la
información disponible en relación con el estudio y/o el proyecto en las dependencias
14
oficiales y la iniciativa privada, con la finalidad de no duplicar el trabajo y el costo.
2.7.4 Estudio Socio-Económico
Para la integración de este estudio, se deberán considerar los siguientes aspectos:
características generales de la localidad, siendo éstas, las políticas, geográficas,
climatológicas, vías de comunicación, económicas y otras que se consideren necesarias.
2.7.5 Información Básica
La información que se requiere es la que a continuación se menciona: determinar las
zonas socioeconómicas (uso del suelo), información estadística de la localidad, censos
del municipio y de la localidad, población con servicios de agua y alcantarillado en
porcentaje (%) o en área, número de personas por conexión, escolaridad, población
económicamente activa, tipo de familia y clases de vivienda, servicios generales, de
comunicación, de salud, oficinas gubernamentales y análisis de los sectores de la
economía.
2.7.6 Población de Proyecto
La población de proyecto, también denominada “población futura”, es la cantidad de
habitantes que se pretende tengan servicio al terminar el periodo económico de diseño
del proyecto del sistema de agua y alcantarillado que se va a realizar.
Las proyecciones de la demanda por estos servicios, son un punto clave y crucial en la
elaboración del estudio de factibilidad, por lo que merecen una gran atención.
Existen varios métodos por medio de los cuales se puede calcular la población de
proyecto, siendo algunos de ellos, Método Gráfico, Aritmético, Geométrico, de
Incrementos Diferenciales, Malthus, Crecimiento por Comparación, Ajuste por Mínimos
Cuadrados.
2.7.7 Periodo de Diseño
Es el tiempo que se supone la obra estará trabajando al 100% de su capacidad. El
periodo de diseño, está ligado a los aspectos económicos, por lo que no se deben
desatender los aspectos financieros.
Esto tiene como consecuencia que el ingeniero, trate de diseñar las obras modularmente
para que la construcción de los sistemas se vaya realizando conforme se requiera, por
lo cual se recomienda que el periodo de diseño sea generalmente de cinco años,
exceptuando las obras que no se puedan modular.
2.7.8 Vida Útil
La “vida útil” se considera al tiempo en que las obras estarán en servicio al 100% sin que
tengan unas erogaciones de operación y mantenimiento elevadas. El tiempo está
15
determinado por la duración de los materiales de que estén hechos los componentes de
la obra.
2.7.9 Proyectos De Agua Potable - Consumo
La parte del suministro de agua potable que se utiliza sin considerar las pérdidas, se
conoce como consumo y se expresa en m3 /día o l/h/día.
El consumo se valora de acuerdo al tipo de usuario y se divide según su uso en:
doméstico y no-doméstico, éstos a su vez se subdividen según las clases
socioeconómicas de la población.
2.7.10 Clase Socioeconómica Descripción del Tipo de Vivienda
Residencial Casas solas o departamentos de lujo, que cuentan con dos o más baños,
jardín grande, cisterna, lavadora, etc.
Media Casas y departamentos que cuentan con uno o dos baños, jardín mediano y tina
con.
Popular Vecindades y casas habitadas por una o varias familias las cuales cuentan con
jardín pequeño, con un solo baño o compartiéndolo.
2.7.11 Consumo No-Doméstico
Es el agua que se utiliza en zonas de comercios y servicios, por personas que no viven
en estos lugares y se puede dividir en:
2.7.11.1 Consumo Industrial
Este consumo es el uso del agua en fábricas, hoteles, etc. y su cantidad se determina
según el tipo de actividad de la industria.
2.7.11.2 Usos Públicos
Es el agua utilizada en: las escuelas, riego de jardines y parques, hospitales, para
combatir incendios, etc.
2.7.12 Demanda Actual
La demanda actual se considera a la suma de los consumos para cada tipo de usuario
más las pérdidas físicas y se obtiene generalmente multiplicando el consumo por cada
tipo de usuario de cada sector, por el número correspondiente de ellos, ya sean
habitantes, locales comerciales, etc.
2.7.13 Pérdidas Físicas
El agua que se pierde por diversos motivos en las líneas de conducción, tanques, red de
distribución y tomas domiciliarias se conoce con el nombre genérico de fugas; son las
pérdidas físicas y se pueden determinar mediante aforos, inspecciones, distritos
hidrométricos, etc.
16
Estas pérdidas dependen de factores como: calidad y edad de las tuberías y accesorios,
proceso constructivo, presión del agua, mantenimiento y operación del sistema, etc.
2.7.14 Predicción de La Demanda
Cuando se trata de diseñar un sistema hidráulico urbano, es importante determinar la
demanda futura de agua, calculándola por medio de la suma de los distintos consumos
de las diferentes clases socioeconómicas y la proyección de la población.
2.7.15 Dotación
La dotación es la cantidad de agua que se la asigna a cada habitante para su consumo,
considerando todos los consumos de los servicios y las pérdidas físicas en el sistema,
en un día medio anual y sus unidades están dadas en l/h/día.
La dotación se obtiene por medio de un estudio de demandas, pero cuando esto no es
posible se emplea la tabla de demandas que considera el número total de habitantes y
la temperatura media anual de la localidad.
2.8 FUNDAMENTOS TEÓRICOS
Período de Diseño y Estudios de Población
El período de diseño se define como el tiempo en el cual se considera que el sistema
funcionará en forma eficiente cumpliendo los parámetros respecto a los cuales se ha
diseñado.
El período de diseño tiene factores que influyen la determinación del mismo, entre los
cuales podemos nombrar la durabilidad de materiales, ampliaciones futuras, crecimiento
o decrecimiento poblacional y capacidad económica para la ejecución de las
obras.3Tomando en consideración los factores señalados, se debe establecer para cada
caso el período de diseño aconsejable.
A continuación, se indican algunos valores asignados a los diversos componentes de los
sistemas de abastecimiento de agua para poblaciones rurales.4
Obras de captación 20 años.
Conducción 10 a 20 años.
Reservorios 20 años.
Redes 10 a 20 años (tubería principal 20 años, secundaria 10 años).
Para todas las componentes mencionadas anteriormente, las normas generales del
Ministerio de Salud para proyectos de abastecimiento de agua en el medio rural
recomiendan un periodo de diseño de 20 años.5
2.8.1 Determinación del Período de Diseño
Considerando los factores anteriormente descritos, se hará un análisis de la vida útil de
17
las estructuras e instalaciones que se tiene previsto construir y además, constatando la
realidad de la zona en estudio, se debe determinar para cada componente su período de
diseño. Esto se puede realizar a través de cuadros comparativos, considerando la
componente y su valor adoptado, para luego determinar el promedio de la vida útil
determinando un período de diseño para el conjunto de obras. Para este tipo de diseños,
es usual elegir un período de vida útil de estructuras entre 15 y 25 años.6
2.8.2 Estudios de Población
Las obras de agua potable se diseñan no solo para satisfacer una necesidad del
momento actual, sino que deben prever el crecimiento de la población en un determinado
período de tiempo prudencial que varía entre 10 y 40 años, siendo necesario estimar
cual será la población futura al final de este período.4
2.8.3 Cálculo de la Población Futura
Los métodos más utilizados en la estimación de la población futura son:
1. Métodos Analíticos
Presuponen que el cálculo de la población para una región, es ajustable a una curva
matemática. Es evidente que este ajuste dependerá de las características de los valores
de población censada, así como de los intervalos de tiempo en que éstos se han medido.
Dentro de los métodos analíticos, tenemos el método aritmético, geométrico, la curva
normal, logística, la ecuación de segundo grado, la curva exponencial, método de los
incrementos y de los mínimos cuadrados.4
2. Métodos Comparativos
Son aquellos que, mediante procedimientos gráficos, estiman valores de población ya
sea en función de datos censales anteriores de la región o considerando los datos de
poblaciones de crecimiento similar a la que se está estudiando.
3. Método racional
En este caso, para determinar la población, se realiza un estudio socioeconómico del
lugar, considerando el crecimiento vegetativo que es función de los nacimientos,
defunciones, inmigraciones, emigraciones y población flotante.4
El método más utilizado para el cálculo de la población futura en las zonas rurales es el
método analítico y con mayor frecuencia el método de crecimiento aritmético. Esta
metodología se utiliza para el cálculo de poblaciones bajo la consideración de que éstas
van cambiando en la forma de una progresión aritmética y que se encuentran cerca del
límite de saturación.4
18
La fórmula de crecimiento aritmético es:
Donde:
nrPaPf )
1001( Ecuación (1)
Pf = Población futura.
Pa = Población actual.
r = Coeficiente de crecimiento anual por 1000 habitantes.
t = Tiempo en años.
2.8.4 Dotación y Consumo
La dotación o demanda per cápita, es la cantidad de agua que requiere cada poblador
de la zona en estudio, expresada en litros/habitante/día (l/hab./día).
Conocida la dotación, es necesario estimar el consumo promedio anual, el consumo
máximo diario, y el consumo máximo horario.4
2.8.5 Dotación de Agua
La dotación es variable de acuerdo a usos, costumbres de cada localidad, actividad
económica y las condiciones de saneamiento de cada localidad.
Según el Ministerio de Salud, en un estudio para mejoras en el servicio de agua potable
emitido en el año 1984 determinó que en la costa norte, la dotación alcanza los 70
l/hab./día mientras que en la costa sur este valor llega a los 60 l/hab./día.
Para la sierra, el consumo de agua depende de la altitud en la cual se encuentra la
localidad.
En poblados con altura de más de 1500 metros sobre el nivel del mar (m.s.n.m.), la
dotación de agua alcanza los 50 l/hab./día y en alturas menores a los 1500 m.s.n.m., la
dotación es de 60 l/hab./día.
Finalmente en el caso de la selva peruana, la dotación llega a los 70 l/hab./día. Para una
habilitación urbana en asentamientos humanos mayores de 2000 habitantes, la Norma
OS.100 del Reglamento Nacional de Edificaciones (RNE) recomienda fijar la dotación en
base a un estudio de consumos técnicamente justificado, sustentado en informaciones
estadísticas comprobadas. En caso de no contar con los estudios de consumo, se
considerará por lo menos una dotación de 180 l/hab./día en clima frío y de 200 l/hab./día
en clima templado y cálido. En el caso del presente trabajo y lo mencionado en el párrafo
anterior, se tomará el valor de 120 l/hab./día.
19
2.8.6 Consumo promedio diario anual
El consumo promedio diario anual, se define como el resultado de una estimación del
consumo per cápita para la población futura del período de diseño expresada en litros
por segundo (l/s) y se determina mediante la siguiente fórmula.4
𝑄𝑚 = 𝑃𝑓 𝑥 dotación (𝑑) Ecuación (2)
86 400 𝑠/𝑑í𝑎
Dónde:
Qm = Consumo promedio diario (l/s). Pf = Población futura (hab.).
d = Dotación (l/hab./día).
El consumo promedio diario anual, servirá para estimar el consumo máximo diario y
horario.
2.8.7 Consumo Máximo Diario (Qmd) y Consumo Máximo Horario (Qmh)
El consumo máximo diario se define como el día de máximo consumo de una serie de
registros observados durante los 365 días del año, mientras que el consumo máximo
horario se define como la hora de máximo consumo del día de máximo consumo.7
Para el consumo máximo diario (Qmd) se considerará entre el 120% y 150% del
consumo promedio anual (Qm), recomendándose el valor promedio de 130%.4
Para el consumo máximo horario (Qmh) se considerará entre el 180% y 250% del
consumo promedio anual (Qm), recomendándose el valor máximo de 250%.4
De acuerdo a la Norma OS.100 los coeficientes deberán ser fijados en base al análisis
de información estadística comprobada, de lo contrario se podrán utilizar los siguientes
coeficientes:
Para el consumo máximo diario (Qmd) el coeficiente será de 130% y para el consumo
máximo horario (Qmh) el coeficiente deberá estar dentro del rango de 180% a 250%.
En el caso de la presente tesis los coeficientes a utilizar serán los siguientes:
Consumo máximo diario (Qmd) = 1.3 Qm (l/s) Ecuación (3)
Consumo máximo horario (Qmh) = 2.5 Qm (l/s) Ecuación (4)
2.8.8 Parámetros Específicos
Los parámetros y criterios de diseño que se presentan a continuación se basan en las
siguientes normativas:
Normas y requisitos para los proyectos de agua potable y alcantarillado destinadas a las
localidades urbanas – Ministerio de Vivienda Construcción y Saneamiento.
Reglamento Nacional de Edificaciones (RNE).
20
Nuevo reglamento de elaboración de proyectos de agua potable y alcantarillado para
habilitaciones urbanas de Lima y Callao – SEDAPAL
2.8.9 Parámetros específicos de Agua Potable
Tomando como datos básicos el caudal a conducir, longitud de tubería, desnivel entre
punto de carga y descarga, se consideran los siguientes parámetros:
2.8.9.1 Redes de distribución
En líneas de aducción y redes de distribución los parámetros a utilizar en los cálculos
son los siguientes:
Tipo de tubería a usar.
Velocidad recomendada de conducción.
Protección contra acumulación de aire en los puntos altos.
Sistema de evacuación de sedimentos en los puntos bajos. Se denomina línea de
aducción a la tubería que conduce agua desde la obra de captación hasta el estanque
de almacenamiento.8
La presente tesis se centra en el diseño específico de la red de agua potable en las
Localidades de Chontapampa y anexo Yanayacu”, en este sentido la línea de aducción
será considerada como la tubería que empalma del reservorio ficticio, considerado en el
modelado, hacia la red de distribución de agua potable.
2.8.9.2 Coeficientes de fricción
Los coeficientes de fricción (“C” de Hazen-Williams) considerados en el cálculo
hidráulico, se resumen en el Cuadro N°2.
Cuadro N° 2
Coeficiente de fricción “C” de acuerdo al material.
Tipo de Tubería C
Acero sin costura 120
Acero soldado en espiral 100
Cobre sin costura 150
Concreto 110
Fibra de vidrio 150
Hierro fundido 100
Hierro fundido con revestimiento 140
Hierro galvanizado 100
Polietileno, Absbesto Cemento 140
Policloruro de vinilo (PVC) 150
Fue
nte
: R
eg
lam
en
to N
acio
na
l d
e E
dific
acio
ne
s
21
La determinación de las pérdidas locales se evaluará solo en caso de contar con un
número elevado de accesorios o tener una velocidad muy alta en la red. En este caso
para la determinación de las pérdidas se usará la ecuación (5).9
𝐻𝑓 = 𝑘 𝑥 𝑉2 Ecuación (5)
2𝑔
Dónde:
V = Velocidad en m/s
g = Aceleración de la gravedad en m/s2
K = Factor adimensional que depende del tipo de accesorio en la red (Ver Cuadro N°3)
Cuadro N° 3
Accesorio Local K
Válvula de globo, totalmente abierta 10.00
Válvula angular, totalmente abierta 5.00
Válvula Check, totalmente abierta 2.50
Válvula de compuerta, totalmente abierta 0.20
Codo de radio pequeño 0.90
Codo de radio grande 0.80
Codo de 45° 0.60
Curva de cierre de retorno 0.40
Te estándar con flujo 2.20
Te estándar con flujo por una rama 0.60
Ingreso rectangular 0.80
Salida 0.50
Valores de K para pérdidas locales
Fue
nte
: M
anua
l de H
idrá
ulic
a. D
e A
ceved
o N
etto
y A
costa
Álv
are
z –
19
76
22
2.8.9.3 Velocidad en el conducto
La elección del diámetro de la tubería se encuentra relacionada en forma directa a la
velocidad que se produzca en el conducto.
Según la Norma OS.050 la velocidad máxima admisible será de 3 m/s y solo en casos
justificados se aceptara una velocidad máxima de 5 m/s.
2.8.9.4 Zonas de presión
Las zonas de presión se definirán en función a la topografía, las presiones mínimas y el
área de influencia del reservorio.
La topografía delimita las zonas de abastecimiento, teniendo presente las presiones
máximas y mínimas en la red de distribución, de 50 a 10 metros de columna de agua
(m.c.a.) respectivamente, de acuerdo al Reglamento Nacional de Edificaciones – Norma
OS.050.
Las presión mínima de 10.00 metros de columna de agua (m.c.a.) en las redes de
distribución se aplicará en casos en que la zona cuenta con edificaciones de hasta 2
pisos.
De acuerdo al nivel socioeconómico y la idiosincrasia de los pobladores de la localidad
de Chontapampa y anexo Yanayacu se prevé que las viviendas, dentro de un periodo
aproximado de 20 años, no excederán los 2 niveles de construcción.
2.8.9.5 Válvulas de aire
En las líneas de conducción se colocarán válvulas extractoras de aire en sus puntos altos
y cuando se presenten cambios en la dirección de los tramos con pendiente positiva.
En los tramos donde la pendiente se mantiene uniforme se colocarán válvulas cada 2
kilómetros como máximo.
El dimensionamiento de las válvulas se determinará en función del caudal, presión y
diámetro de la tubería.10
2.8.9.6 Válvulas de Purga
La ubicación de las válvulas de purga se realizará en los puntos bajos de las líneas de
conducción para lo cual se debe tener en consideración la calidad del agua y la
modalidad de funcionamiento de la línea de conducción. El dimensionamiento de las
válvulas se determinará en función de la velocidad de drenaje y serán instaladas en una
cámara de concreto armado.11 En el presente trabajo los criterios de válvulas de aire y
válvulas de purga no serán considerados en el modelamiento de la red de agua potable
dado que las pérdidas locales no superan el 10% con respecto a las pérdidas generadas
por fricción.4
23
𝑓
𝑓
2.8.9.7 Criterios de diseño
Las redes de distribución o conducción se proyectarán, siempre que sea posible,
conformando un circuito cerrado (malla). El dimensionamiento de la red se realizará en
base a cálculos hidráulicos que aseguren el caudal y la presión adecuada en cualquier
punto de la red. De acuerdo a la Norma OS.050 el cálculo hidráulico del sistema de
distribución se realizará mediante el método de Hardy Cross o cualquier otro método
equivalente, mientras que el cálculo hidráulico de las tuberías se realizará mediante la
fórmula de Hazen - Williams.
Fórmula de Hazen – Williams:
𝑉 = 0.355 𝐶 𝐷0.63 𝑆 0.54 Ecuación (6)
Dónde:
V = Velocidad media (m/s)
D = Diámetro (m)
Sf = Perdida de carga unitaria (m/m)
C = Coeficiente de fricción
Reemplazando esta fórmula en la ecuación de continuidad
Ecuación (7)
Se obtiene la fórmula para el caudal.
𝑄 = 0.2875 𝐶 𝐷2.63𝑆 0.54 Ecuación (8)
2.9 PARÁMETROS ESPECÍFICOS DE ALCANTARILLADO
2.9.1 Coeficiente de retorno (C)
Estudios estadísticos han estimado el porcentaje de agua abastecida que llega a la red
de alcantarillado. Este coeficiente oscila entre el 60% y 80% de la dotación de agua
potable. En este trabajo, se adoptará un coeficiente de retorno (C) igual al 80% conforme
a lo establecido en la Norma OS.070 del Reglamento Nacional de Edificaciones.
2.9.2 Caudal de infiltración
Se deberá considerar como contribución al alcantarillado el agua de infiltración
proveniente de la permeabilidad del suelo principalmente en terrenos saturados de aguas
freáticas, a través de fisuras en los colectores, juntas mal ejecutadas y en la unión de
colectores con las cámaras de inspección. Asimismo se deberá considerar el agua de
lluvia dependiendo de la zona en estudio.10
24
2.9.3 Cuantificación de caudales de aporte doméstico
Los caudales de aporte doméstico que deberán ser cuantificados son el caudal medio
diario (Qm), caudal máximo horario (Qmh) y el caudal de diseño (Qd) que será igual a
0.80 del caudal máximo horario (Qmh).11
2.9.4 Criterios de diseño
La técnica de cálculo admitirá el escurrimiento en el régimen uniforme y permanente,
donde el caudal y la velocidad media permanecen constantes en una determinada
longitud de conducto.12
Para el dimensionamiento del diámetro de la tubería de la red de alcantarillado se
utilizara la fórmula de Manning, la cual se describe a continuación:
Fórmula de Ganguillet – Kutter:
La fórmula de Ganguillet – Kutter se deriva de la modificación realizada a la fórmula de
Chezy:
𝑉 = 𝐶√𝑅𝑆 Ecuación (9)
Esta modificación propone que el valor del coeficiente de descarga de C de Chezy se
calcule de acuerdo a la siguiente fórmula:
Ecuación (10)
Dónde:
V = Velocidad (m/s)
C = Coeficiente de descarga de Chezy
R = Radio hidráulico (m)
S = Pendiente (m/m)
n = Coeficiente de rugosidad
Dada la complejidad de la fórmula de Ganguillet – Kutter, en 1890 Robert Manning realiza
la simplificación de esta fórmula dando origen a la fórmula de Manning que por su
sencillez es hoy en día la más empleada en el diseño de alcantarillado.13
25
Fórmula de Manning:
Ecuación (11)
Dónde:
V = Velocidad (m/s)
R = Radio hidráulico (m)
S = Pendiente (m/m)
n = Coeficiente de rugosidad.
La ecuación de Manning en función del diámetro de las tuberías, genera las siguientes
expresiones para tuberías funcionando a sección plena (tubo lleno).14
Ecuación (12)
Ecuación (13)
En el caso de tuberías con la sección parcialmente llena, la fórmula de Manning varia
teniendo en consideración el radio hidráulico y el ángulo central (ver Figura 3) que se
forma en la sección parcialmente llena.15
26
Fig. 3
Esquema de tuberías con sección parcialmente llena
Ángulo central θ° en grados sexagesimales:
Ecuación (14)
Radio hidráulico:
Ecuación (15)
Sustituyendo el valor del radio hidráulico en la fórmula de Manning, se obtienen las
siguientes expresiones para tuberías con la sección parcialmente llena:
Ecuación (16)
Fue
nte
: ela
bo
ració
n p
ropia
27
Ecuación (17)
2.9.5 Criterio de la velocidad mínima
Debido a que las aguas que circulan por los alcantarillados, contienen normalmente
partículas que podrían sedimentarse y formar obstrucciones, se suele diseñar con
pendientes que sean superiores a un valor mínimo que garantice velocidades
suficientemente altas para producir el arrastre de los materiales en suspensión.
El criterio de velocidad mínima se emplea desde hace más de un siglo.
En el año 1880, George Waring Jr. diseño el primer sistema separativo de Estados
Unidos, considerando una velocidad mínima 0.60 m/s. La práctica normal es proyectar
el alcantarillado con una pendiente que asegure una velocidad mínima de 0.60 m/s. Sin
embargo, algunos autores como Metcalf y Eddy (2005) aseguraron y recomendaron que
asumiendo una velocidad igual a 0.30 m/s, es suficiente para garantizar el arrastre y el
auto limpieza de la tubería.16
2.9.6 Criterio de la tensión tractiva
Se denomina tensión tractiva a la capacidad de auto limpieza de la tubería de
alcantarillado, es decir, la posibilidad que sean arrastradas las partículas en suspensión,
que dependerá del esfuerzo cortante que la corriente de agua ejerza sobre las paredes
interiores donde podría ocurrir la sedimentación.
Conforme a lo establecido en la Norma OS.070 del Reglamento Nacional de
Edificaciones (RNE), la pendiente del colector será calculada con el criterio de la tensión
tractiva.
Es así, que el valor mínimo de la Fuerza Tractiva (σt) será considerada igual a 1.00
Pascal (Pa). El valor mínimo de 1.00 Pascal (Pa) corresponde a un coeficiente de
Manning “n” igual a 0.013. Sin embargo, en tramos de arranque, se podrá considerar
valores de Fuerza tractiva igual a 0.60 Pascales (Pa). La fuerza tractiva mínima debe ser
28
suficiente para transportar entre el 90% al 95% del material granular que se estima
ingresa al sistema de alcantarillado.
2.9.7 Pendiente mínima
Conforme a lo establecido en la Norma OS.070 del RNE, el proyecto de colectores de
alcantarillado sanitario tomará en cuenta las condiciones de flujo críticas que puedan
presentarse, debido a los bajos caudales de aporte durante los primeros años después
de su construcción.
Se deberá garantizar que las pendientes no sean demasiado bajas para producir
sedimentación, lo cual ocasionarían elevados costos de mantenimiento antes de
alcanzar los caudales de diseño.
La pendiente mínima que tendrá una alcantarilla viene dada por la inclinación de la
tubería con la cual se logrará mantener la velocidad mínima de 0.60 m/s o cuando se
quiere obtener un valor determinado de la Fuerza Tractiva mínimo (1.00 Pa.)
2.9.8 Coeficiente de rugosidad
El coeficiente de rugosidad “n” de la fórmula de Manning será diferente según el tipo de
material, tal como se presenta en el Cuadro N°04:
Cuadro N° 4
MATERIAL COEFICIENTE (n)
PVC
0.01
CONCRETO
0.013
Coeficiente de rugosidad según Manning
2.9.9 Diámetro mínimo
Conforme a lo establecido en la Norma OS.070 del RNE, el diámetro mínimo de los
colectores de alcantarillado sanitario será de 150 mm (6”).
2.9.10 Tirante máximo
De acuerdo a los criterios de diseño y a la Norma OS.070 del RNE, el tirante máximo
para el valor del caudal máximo futuro será igual o inferior al 75% del diámetro interno
del colector, esto para permitir la ventilación de forma que se minimice o elimine la
generación y acumulación de sulfuro de hidrógeno.
Fue
nte
: E
labora
ció
n
Pro
pia
29
2.9.11 Profundidad de instalación
Conforme a lo establecido en la Norma OS.070 del RNE, la profundidad mínima de
instalación de una tubería será definida por el recubrimiento mínimo y este no debe ser
menor de 1.00 m sobre la clave de las tuberías en vías de tránsito vehicular y menor de
0.80 metros en vías de tránsito peatonal.
De haber menores recubrimientos éstos deben ser justificados.
2.9.12 Ubicación de elementos de inspección
Conforme a lo establecido en la Norma OS.070 del RNE, serán ubicados los elementos
de inspección en los arranques de la red, en todos los empalmes de colectores, cambios
de dirección y pendiente, en los cambios de diámetro y en los cambios de material de
las tuberías.
Las distancias máximas entre cámaras o tubos de inspección (no visitables) estarán en
función de los equipos de limpieza previstos y disponibles.
En el cuadro 5 se sugiere algunas distancias:
Cuadro N° 5
Distancias máximas de elementos de inspección
2.10 MARCO HISTORICO
La piedra angular de toda población sana es tener acceso al agua potable. Desde
tiempos de la revolución de la agricultura y los inicios de la vida sedentaria en los años
9.000-10.000 A. de C., comenzaron los primeros esfuerzos por controlar el caudal de
agua, proveniente de manantiales, fuentes y arroyos. Y a partir del segundo milenio A.
de C., en las antiguas ciudades, el suministro de agua es mediante gravedad, con
tuberías o canales y sumideros. Tales sistemas de abastecimiento no distribuían agua a
viviendas individuales, sino que a un lugar central desde el cual la población podía
llevarla a sus hogares.
DIÁMETRO NOMINAL DE LA TUBERIA
(mm)
DISTANCIA MÁXIMA (m)
100 60
150 60
200 80
250 a 300 100
Diámetros mayores 150 Fue
nte
: E
labora
ció
n P
rop
ia
30
Estos sistemas eran con frecuencia inadecuados y apenas cubrían las modestas
demandas sanitarias, por lo que nace la construcción de acueductos para transportar
agua desde fuentes lejanas. Luego de la caída del Imperio romano, se dio comienzo a
una época de retroceso en la tecnología hídrica, lo que provocó que el saneamiento y la
salud pública sufrieran un declive en Europa.
Eran tales las condiciones sanitarias, que el agua suministrada estaba contaminada,
había desechos de animales y humanos en la calles, y las aguas servidas se arrojaba
por las ventanas a las calles, sobre los transeúntes. Como resultado, se originan terribles
epidemias que provocaron estragos en Europa. Hasta mediados del siglo XVII, los
materiales de construcción utilizados en redes para el suministro de agua eran tuberías
hechas de madera, arcilla o plomo, que apenas lograban resistir bajas presiones, sin
embargo las redes generalmente estaban instaladas de acuerdo con la línea del
gradiente hidráulico.
Con la inserción del hierro fundido en la construcción, las redes de distribución de agua
potable se instalan con tuberías de este material, además, gracias a su bajo costo y al
avance en nuevos métodos de elevación de agua, se hizo posible que el vital elemento
llegara a cada residencia, no solo a los considerados ricos como ocurría en la
antigüedad.
A pesar de los nuevos desarrollos en tecnología en los sistemas de suministro de agua
potable, con el explosivo crecimiento de las ciudades, los residuos generados en estas,
comenzaron a contaminar tanto sus propias fuentes de abastecimiento como las de otras
ciudades.
Entonces, ya no sólo se comienza a desarrollar nuevas tecnologías para el mejoramiento
de las redes, sino que además, comienza la preocupación por la protección de la salud
de los consumidores con métodos de tratamiento para las aguas.
Recién en el año de 1900 aproximadamente, se dio inicio a la aplicación de tratamientos
en las ciudades, en que fueron puestos en uso los filtros, que redujeron fuertemente las
enfermedades provocadas por ingerir agua potable, aunque con la introducción de la
desinfección con cloro, aumentó enormemente la eficacia de los tratamientos en el agua
potable.
Sabemos de las muchas alcantarillas primitivas que se describen en la literatura, los
grandiosos desagües subterráneos de la antigua roma son los mejores conocidos.
En base a los escritos de la época se sabe que la conexión directa de las casas a dichos
desagües no era práctica generalizada, por ausencia de un reconocimiento de las
31
exigencias de salud pública; además el saneamiento obligatorio había sido considerado
como una violación del derecho privado. Las primeras alcantarillas construidas en
Europa y Estados Unidos tuvieron como fin la recogida de las aguas pluviales. Las
excreciones humanas no se evacuaron a las alcantarillas de Londres hasta 1815, a las
de Boston hasta 1833 y las de París hasta 1880. En algunos países de Latinoamérica
que tomaron el ejemplo de los Estados Unidos, se obtuvieron grandes resultados (Brasil,
Venezuela, México, Costa Rica, etc) que las vías de comunicación terrestre son
requisitos indispensables para la realización de las principales actividades humanas y
para el desarrollo de los pueblos.
En ese sentido, el desarrollo de una nación depende en gran medida de la extensión y
el estado de su red vial.
En efecto, los caminos y carreteras condicionan a la capacidad y velocidad de
movilización de personas y carga, que repercuten directamente en el progreso social,
político y social.
2.11 HIPOTESIS
Mediante el DISEÑO DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE Y SANEAMIENTO DE LA
LOCALIDAD DE CHONTAPAMPA Y ANEXO YANAYACU, se lograra bajar el índice de
las enfermedades infectocontagiosas y proveer de un sistema de agua y alcantarillado.
32
III. MATERIALES Y MÉTODOS
3.1 MATERIALES
3.1.1 Recursos Humanos:
1. 2 Bachilleres en Ing. Civil.
2. Asesor.
3. Jaloneros.
4. Wincheros.
5. Apuntadores y señalización.
3.1.2 Bienes y Servicios:
1. Estación Total TOPCON 3105w de 5” de precisión.
2. Computadora.
3. Impresora.
4. Cámara digital.
5. Unidad de Almacenamiento Portátil (USB).
6. Bolsas de polietileno.
7. Esmalte y brochas.
8. Hitos de concreto
3.2 MÉTODOS
Los Métodos a emplear en el desarrollo del trabajo serán Descriptivo-aplicativo
tratándose de un Diseño de un sistema de agua y alcantarillado, se deberá efectuar un
reconocimiento del área de estudio para así poder recopilar los datos de campos y aplicar
los métodos correspondientes.
3.2.1 Tipos y Nivel de la Investigación
TIPO: Investigación aplicativa
NIVEL: Básico
3.2.2 Diseño de Instrumentos
Como principal elemento para la ejecución de este proyecto de Tesis se tiene que realizar
un levantamiento topográfico para encontrar la diferencia de altura que existe entre la
fuente el reservorio y la red de distribución y así poder realizar un estudio por gravedad,
así también para el sistema de alcantarillado se debe tener en cuenta las pendientes
mínimas para la evacuación de las aguas servidas.
3.2.3 Fuentes Técnicas e Instrumentos de Selección de Datos
Se utilizó Bibliografía Variada y adecuada para la Investigación, las cuáles se detallan
en el marco teórico y en las referencias bibliográficas.
33
3.3 ESTUDIOS BÁSICOS
3.3.1 Estudios Topográficos
Objetivos y Alcances.
El estudio topográfico es el punto de partida de todo proyecto de Ingeniería, pues nos
permite obtener datos para el diseño de las obras que puede abarcarla.
Nuestro objetivo fundamentalmente es de obtener los datos que nos permitan hacer
cálculos estructurales, movimientos de tierras, cotas del terreno, ubicación de manzanas y
lotes.
Instrumentación
La topografía en la localidad se levantó con el uso de Teodolito y GPS, usando el método
puntos de cambio a partir de un punto estación geo referenciado con el GPS.
En resumen, en las localidades de estudio se encuentran con estacas los buzones y su
numeración respectiva y en los planos que se adjuntan se indica sus niveles de terreno.
También se han ubicado BMs y se encuentran distribuidos en el sector en puntos fijos
(inmovibles). Las cotas y ubicación se pueden apreciar con más detalle en los planos.
3.3.2 Resultados del Estudio Topográfico
De las visitas realizadas a campo y con los datos obtenidos del levantamiento topográfico
se ha podido determinar que el proyecto está comprendido en un área de topografía poco
ondulada y presenta una pendiente que varía del 1% al 20%. Luego de haber tomado
medidas en campo con el Teodolito se ha procedido a vaciar los datos y la base del GPS
a la computadora, para luego generar los datos topográficos en el Autocad. Con el Autocad
Land ha generado los planos topográficos, planos de perfil, manzaneo, lotización, etc; los
datos que forman parte de los planos adjuntos.
3.4 ESTUDIO GEOLÓGICO Y DE SUELOS.
Objetivos y Alcances
El Estudio geológico y de mecánica de suelos de la localidad de Chontapampa y anexo
Yanayacu, han sido realizado con la finalidad de determinar las propiedades físicas,
mecánicas e hidráulicas de los materiales que conforman el sub suelo de cimentación, para
inducir el comportamiento estructural de las tuberías PVC-SAP de agua y alcantarillado, así
como el cálculo de la deflexión por cargas externas de las mismas en las obras de
ampliación del sistema de agua potable y la red de alcantarillado.
3.4.1 Metodología
La programación de las investigaciones se realizó teniendo en cuenta la ubicación y
localización de la obra, de tal forma que permita obtener la mayor información del sub suelo
34
mediante las exploraciones de campo y ensayos de laboratorio. Estas investigaciones
fueron realizadas por personal especializado, bajo la supervisión del Tesista responsable
del estudio, tomando en consideración la heterogeneidad del suelo, para determinar el tipo
de suelo, su clasificación y características portantes correspondientes a Arenoso limoso de
buena capacidad portante.
3.4.2 Resumen del Estudio de Suelos
Los resultados del estudio de suelos del Proyecto: “AMPLIACIÓN Y MEJORAMIENTO
DEL SISTEMA DEL AGUA POTABLE Y CONSTRUCCION DEL SISTEMA DE
SANEAMIENTO DE LA LOCALIDAD DE CHONTAPAMPA Y ANEXO YANAYACU”,
ubicado en el distrito de Milpuc, provincia de Rodríguez de Mendoza, Región de
Amazonas, en resumen son: La capacidad portante admisible en Chontapampa para
Tanque Séptico es de 1.00 kg/cm2. La capacidad portante admisible en Yanayacu
Tanque Séptico es de 0.96 kg/cm2. El tipo de suelo encontrado es principalmente de
arenas arcillosas y arenas limo arcilloso, en la clasificación SUCS como SC y SM-SC
respectivamente, en algunos tramos habiendo la presencia de rocas sueltas, tal como se
muestra en el estudio
3.5 ESTUDIO DE IMPACTO DEL MEDIO AMBIENTE
3.5.1 Enfoque
El estudio de impacto ambiental se ha de enfocar en los impactos ambientales positivos y
negativos debido a la construcción de la obra: “Ampliación y Mejoramiento del Sistema de
agua potable y construcción del sistema de saneamiento de Chontapampa-Yanayacu” y de
sus respectivas mitigaciones de impacto ambiental donde fuese necesario.
3.5.2 Objetivos y alcances
Los objetivos principales del estudio son: Determinar el grado de impacto del proyecto,
Implementar el plan de mitigación del proyecto
3.5.3 Método de análisis
El método de análisis utilizado para determinar el grado de impacto es la Matriz de
Impacto y el Check List, por cada componente.
3.6 UBICACIÓN DE CANTERAS
Los agregados como la arena y piedra chancada de ½” y ¾” se encuentran en la zona.
Además en la localidad de Milpuc existen canteras de arena de buena calidad ubicada a
una distancia de 5km y en un tiempo de 45 minutos en camión. Piedra para ser chancada
hay a una distancia promedio de 2 km, estas canteras de piedra caliza son ya probadas
y de buena calidad utilizadas en múltiples obras de inversión pública.
35
IV. RESULTADOS
4.1 CRITERIOS Y PARÁMETROS DE DISEÑO DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE
4.1.1 Periodo de diseño
Según DIGESA, el periodo de diseño que debe considerarse de acuerdo al tipo de
sistema a implementarse es:
Debe entenderse sin embargo, que en todos los casos la red de tuberías debe diseñarse
para 20 años.
4.1.2 Población
La población demandante del servicio de agua y alcantarillado para el año 2,028 en
Chontapampa será:
nrPaPf )
1001(
Donde:
Pa = 220 Habitantes.
R = 2.00 Tasa Crecimiento.
T = 20 Período de diseño
Pf = 308 Población futura. Para el 2028
Válida para el cálculo de la población futura.
4.1.3 Dotación
Es la primera etapa en el diseño de un Sistema de Abastecimiento. Es denominado
también dotación per cápita, expresado en litros por personas por día (lts/per/día), que
resulta de dividir el consumo medio diario por el número de habitantes de la ciudad en
estudio. Para determinar la dotación, se debe estudiar los diferentes consumos de agua,
los cuales generalmente son:
a) Uso doméstico
b) Uso comercial.
c) Uso público.
d) Pérdidas y desperdicios.
Sistema Periodo (años)
Gravedad 20
Bombeo 10
Tratamiento 10
36
a) Uso doméstico: Mencionaremos algunos valores recomendados por algunos autores
solamente para tener una idea de estas opiniones ya que son valores que se adecuan a
diferentes realidades.
Las normas del Ministerio de Salud toman en cuenta los consumos domésticos,
industriales, y públicos, condiciones climatológicas, económicas e importancia de
la ciudad:
Según el Ministerio de Vivienda:
POBLACIONES
CLIMA
FRIO TEMP. CÁLIDO
De 2 000 a 10 000 habitantes 120 l/p/día 150 l/p/día
De 10 000 a 50 000 hab. 150 l/p/día 200 l/p/día
Más de 50 000 habitantes 200 l/p/día 250 l/p/día
El Ing. Gustavo Rivas Míjares recomienda para medios rurales el consumo doméstico
de 60 Lt/pers./día.
De todo lo indicado anteriormente y teniendo en cuenta el nivel económico de la
población que residirá en esta Localidad hemos estimado para el consumo doméstico la
siguiente cifra.
USO DOMÉSTICO = 65 Lt/p/día
b) Uso comercial e Industrial: El agua para uso comercial dependerá de las
condiciones locales tales como existencia de industrias y centros comerciales. En
Chontapampa no existe industria alguna, sin embargo por considerar el lavado del café
estimamos en 22 Lt/p/día.
c) Uso público: Corresponde a este punto las siguientes dotaciones:
Centros Escolares 40 l/p/día.
Mercados 15 l/p/día.
Población (Hab.) Consumo (Lt/persona/día)
Hasta 500 60
De 500 hasta 1000 80
De 1000 hasta 2000 80-100
37
Centro Cívico 6 l/p/día.
Áreas Verdes 2 l/p/día.
Otros (Puesto Policial, Centro Salud, etc.) 150 l/p/día.
En Chontapampa se asume una dotación de 15 Lt/p/día
d) Pérdidas y Desperdicios: Este consumo se debe a la presencia de juntas
defectuosas, válvulas en mal estado, conexiones no autorizadas, grifos abiertos.
El consumo para este rubro puede llegar del 10% al 15% en redes bien mantenidas, y
del 20% de la dotación total en redes antiguas, se toma el 15% o sea 18 Lt/p/día.
Uso doméstico 65 l/p/día
Uso Público 15 l/p/día
Uso Comercial 22 l/p/día
Pérdidas 18 l/p/día
TOTAL DOTACIÓN 120 Lt/p/día
VARIACIONES DE CONSUMO
Valores de K1 indicadas por el R.N.C.
VALORES DEL FACTOR K1 DE ACUERDO AL CLIMA
CLIMA Y/O REGIONES K1
Templados
Cálidos y Húmedos
Áridos
1.4 – 1.6
1.2 - 1.4
1.8 – 2.0
Para nuestro primer caso hallaremos este tipo de variaciones.
K1 : Variación de consumo máximo diario 1.30
K2 : Variación de consumo horario 2.50
Qp : Caudal Promedio Qp= QfxDot/86400 0.43 lt/seg.
Qmd : Caudal máximo diario Qmd=QpxK1 0.56 lt/seg.
Qmh : Caudal máximo horario Qmh=QmdxK2 1.11 lt/seg
ALMACENAMIENTO
Chontapampa cuenta con un reservorio de 20 m³ de capacidad que cubre eficientemente
las demandas actuales.
38
4.2 SISTEMA DE ALCANTARILLADO
4.2.1 Consumo de agua
La cantidad de agua que se consume en una red pública varía continuamente bajo la
influencia de las actividades y hábitos de la población, condiciones de clima, costumbres.
Hay meses en que el consumo de agua es elevado, así también durante un mes hay
días de mayor consumo, lo mismo que durante el día, el consumo varía constantemente.
Los consumos de agua de una ciudad tienen variaciones mensuales, diarias, horarias.
Estas variaciones pueden expresarse en un porcentaje del consumo o gasto promedio
(Qp).
4.2.2 Gasto Promedio (Qp)
El gasto promedio diario se define como el promedio de los consumos diarios durante un
año. Por lo tanto, el gasto promedio diario expresa la relación entre el volumen total de
lo consumido por la población en un día y se expresa generalmente en lts/seg.
Cuya expresión está representado por:
)/(360024
ía)(lts/hab/dDotación x (hab)Población seglts
seghorasxQp
Qp= Población (hab) x dotación (lts/hab/seg)
- Población : 308 Habitantes.
- Dotación : 120 Lts / Hab / Día.
Qp = segltsx
x/4277778.0
360024
120308
Qp = 308 x 120 = 36,960 lts/día = 36.96 m3/día
4.2.3 Relación de Desagüe / Agua o Factor de Reingreso " C "
La cantidad de desagüe que es percibida por la red no es igual a la cantidad de agua
con la que es abastecida la ciudad. Las causas que generan esta diferencia son el
empleo del agua en: manufacturación de diversos alimentos, bebidas, regadío de
jardines y parque, combate de incendios, etc. La relación entre el volumen del desagüe
y el volumen de agua Abastecida o factor de reingreso se toma como 0.80.
C = 80%.
4.2.4 Caudal de Aguas Residuales
Se calcula afectando el Qp por el factor de reingreso llamado también porcentaje de
contribución C= 0.80
39
)/(360024
ía)x(0.80)(lts/hab/dDotación x (hab)Población seglts
seghorasxQpr
Qpr = segltsXx
x/3422222.080.0
360024
120308 ó
Qpr = 308 x 120 x 0.80 = 29,568 lts/día = 29.568 m3/día
4.2.5 Caudal máximo horario
De acuerdo a condiciones de cada ciudad (Clima caluroso o de frío, altura, tipo de suelo,
costumbres, etc.) el consumo de agua sufre variaciones diarias determinadas por las
estaciones, costumbres, etc. Lo cual hace que en determinados días del año se
presenten máximos y mínimos consumos, igualmente existen horas criticas de máximos
y mínimos consumos, que se deben tener en cuenta para el diseño, llevando un
adecuado registro estadístico.
Para nuestro caso tendremos en cuenta los parámetros del Ministerio de Vivienda.
K1 = Factor de variación diaria (adimensional).
K2 = Factor de variación horaria (adimensional).
K1 = 1.3
K2 = 2.0
Qmax Horario = K1 x K2 x Qpr
Qmax. Horario = segmxx
/30008898.0400,86
568.2923.1
4.2.6 Caudal de Infiltración
El agua del subsuelo puede penetrar a los conductos de desagüe debido a que trabajan
como canales abiertos.
Esta infiltración puede realizarse a través de las uniones, roturas, paredes de los
buzones. La cantidad de agua de infiltración depende principalmente de las
características del suelo, del nivel freático de agua, respecto a los conductos y al estado
de calidad de instalación de las estructuras del sistema de desagüe.
Qi = c x longitud de red + b x # buzones.
c = coeficiente de escurrimiento.
b = aporte de buzones.
Qi = 20000 lt/Km./día x longitud de red + 380 lt/buzón/día x # buzones
Qi = 20000 lt/Km./día x 5.780 Km + 380 lt/buzón/día x 77 buzones
Qi = 115,600 lt/día + 29,260 lt/día.
Qi = 114,860 lt/día.
40
Qi = 0.0013293 m3/seg.
4.2.7 Caudal de diseño o Caudal de Distribución en Marcha
QT = Qmax Horario + Qi
QT = 0.0008898 + 0.0013293 = 0.0022191 m3/seg.
4.3 DIMENSIONAMIENTO DE LAS TUBERIAS
El dimensionamiento del sistema de alcantarillado se hará para la conducción de los
caudales máximos con una altura de flujo del 75% del diámetro de las tuberías.
En cuanto al diámetro de la tubería y de acuerdo al volumen del total de aguas residuales,
se requiere tubería PVC-U de 150mm, equivalente a 6”, a pesar de que según el R.N.C.
considera un diámetro mínimo de 200mm., equivalente a 8”.
Normalmente se emplean en redes de alcantarillado tuberías de concreto, en nuestro
caso se emplearán tuberías de Policloruro de Vinilo No Plastificado (PVC-U), serie 20,
estas presentan ventajas en la conducción de aguas residuales-agresivas por su alta
resistencia a ácidos y sustancia químicas.
Este tipo de tubería presenta paredes internas no absorbentes y juntas por soldadura
química (pegamento) lo cual representa una ventaja en cuanto a infiltraciones y
obstrucciones. La superficie interna es muy lisa ofreciendo una resistencia de fricción
muy baja.
4.3.1 BUZONES
Son estructuras que forman parte de sistemas de aguas negras o pluviales permitiendo
la inspección, limpieza y desatores de los colectores.
Se instalan buzones en:
Las extremidades de cada tramo.
La unión de colectores.
Cambio de dirección.
Cambio de pendiente.
Cambio de material (tubería).
Lugares de limpieza y eventuales de desatores.
Extensos tramos rectos de colectores en tal forma que el espaciamiento máximo sea:
DIAMETRO DISTRIBUCION MAXIMA DE
Pulgadas mm BUZONES (mts)
6 150 80
8-10 200 - 250 100
41
Las dimensiones varían en función al diámetro de los colectores que llegan al buzón de
acuerdo a los siguientes requisitos:
Profundidad mínima de 1.20 m.
En cuanto a la profundidad máxima debe estar definida por la pendiente natural del
terreno y quedar limitada al mínimo posible por la fuerte incidencia en el costo,
especialmente en terrenos rocosos.
4.3.2 Velocidades Permisibles
La velocidad mínima de escurrimiento será de 0.60 m / seg., en casos especiales pueden
de llegar a 0.45 m/seg.
Sin embargo se ha considerado velocidades menores a las recomendadas debido a lo
accidentado del terreno, ya que se tendría una mayor excavación, para evitar un mayor
costo en este proyecto se consideró una pendiente mayor al 1% y también que el colector
sea secundario de tramos muy pequeños. Todo esto se considera para el flujo
correspondiente al 50% del caudal máximo para asegurar un buen funcionamiento. La
velocidad máxima aceptable es de 3 m/seg., debido a que velocidades mayores son
causantes de erosión en las canalizaciones, especialmente cuando se utilizan tuberías
de cemento normalizado.
4.3.3 Pendiente Límites
La pendiente debe generar velocidades aceptables en las redes de alcantarillado, por lo
que estas deben variar de acuerdo al diámetro de las tuberías.
En los tramos iniciales, en los 300m, la pendiente mínima debe ser del 1%.
Para la elección de la pendiente del colector se debe tener presente lo siguiente:
Si la pendiente es mayor que la pendiente mínima se adopta la pendiente del terreno.
Si la pendiente del terreno es menor o igual a la pendiente mínima se adopta la pendiente
mínima.
DIAMETRO DISTRIBUCION MAXIMA DE
Pulgadas mm BUZONES (mts)
6 150 80
8-10 200 - 250 100
42
4.4 SISTEMAS DE TRATAMIENTO
El sistema de tratamiento que se aplicara está basado en la Norma DE Saneamiento
Rural de la OPS “Planta de Tratamiento de Aguas Residuales”.
4.4.1 Tratamiento Preliminar
Es el conjunto de unidades que tienen como finalidad la eliminación de materiales que
perjudican al sistema de conducción o etapas subsecuentes de tratamiento.
Los materiales pueden ser: materia flotante como artículos de plásticos, madera, latas,
ranas, etc., y sólidos inorgánicos en suspensión de gran peso específico como arenas y
gravas. Las unidades o dispositivos son:
4.4.2 Rejas o Criba de Barras
Son dispositivos que pueden estar constituidos por barra metálica paralelas, varillas,
alambres, tela metálica, placas perforadoras, con aberturas del tamaño uniforme e
igualmente espaciadas, que son utilizadas para retener sólidos de gran tamaño que
arrastra el agua residual. Para nuestro caso sé dimensiona una Cámara de Rejas
sencilla, de limpieza manual y teniendo en cuenta las condiciones más desfavorables,
es decir para el caudal máximo horario.
4.4.3 Tratamiento primario
Se designa a los procesos cuya finalidad es la remoción de sólidos suspendidos.
Para el caso y después de analizar todos los parámetros existentes tanto en la
evaluación geológica como hidrológica, se determina que es más adecuado usar un
sistema de tratamiento mediante TANQUE SEPTICO, por las razones siguientes que se
exponen: Nivel freático en la zona, que se determinó en 3.00 metros en época de verano,
incrementándose en meses de invierno con la crecida de los niveles del terreno
inundable en la zona.
En Chontapampa se proyecta 02 tanques sépticos ubicados por su servicio para 40 y 15
familias, y en Yanayacu un tercer tanque séptico para servir a 20 familias.
Como se explica en el acápite 2.03.04, frente a estos tanques sépticos se ubican
Sumideros naturales y que sirven desde siempre a la infiltración de aguas superficiales
de estas zonas, ya que estos sumideros o tragaderos tienen la cota más baja de cada
área respectiva constituyéndose en pozos virtuales de infiltración de las aguas que salen
de los tanques Sépticos.
En consecuencia se elige el sistema de tratamiento mediante Tanque Séptico, que es
una estructura de forma rectangular y se divide en dos compartimentos.
43
V. ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS
Se tiene que Yanayacu y Chontapampa son dos vasijas no conectadas por sus aguas
superficiales, y que gracias a que cuentan con sumideros naturales o “tragaderos” las aguas
superficiales existentes desaparecen gracias a que se infiltran por estos sumideros, de no
ser así serían grandes lagunas como lo fueron hace muchos años.
Esta particular presencia de sumideros naturales hace posible un permanente drenaje de
estos lugares.
En Chontapampa se tiene dos Sumideros naturales y están ubicados al pie de un cerro
de conformación de roca caliza y en donde se observa como el agua superficial desaparece
por sus cavidades que son de 5 metros de largo por 1 metro de ancho.
En Yanayacu cuenta con un Sumidero natural y está ubicado en una concavidad a 3
metros de profundidad del relieve existente y que está conformado por roca caliza, la
amplitud de su concavidad u hoyo mide un círculo de 4 metros de diámetro.
La red de colectora del alcantarillado discurren por gravedad y llegan hasta el nivel más
bajo en cada lugar, por tanto sus aguas negras tienen que ser tratadas para preservar el
medio ambiente, que tanto se hace hincapié en estos momentos, y que son esfuerzos muy
importantes para tener aguas, tierras, aire y suelos no contaminados.
Los lugares en estudio sus desechos son eminentemente orgánicos, por tanto la planta de
tratamiento para sus aguas servidas son:
Laguna de oxidación, exige un área considerable y suelo impermeabilizante, se desecha
pues no se tiene lo contrario.
Tanque Imhoff, se proyecta en suelos impermeabilizante y el terreno tiene que tener un
desnivel de 3.90 metros, se desecha por no contar con estas exigencias más que todo por
el desnivel de 3.90 metros, ya que al final de estos lugares no lo tienen.
Tanque séptico con pozo de percolación, exige un desnivel de 10 cm.
El pozo percolador o de infiltración tiene que ser permeable para que las aguas que salen
del tanque séptico se infiltren en el subsuelo del terreno y sean absorbidas por el suelo.
Esta unidad de infiltración o de percolación será necesarias para llevar las aguas a los
sumideros naturales o tragaderos que las conducirán por el subsuelo conforme ya lo
hacen desde muchos años. Es decir que se diseñarán tanques sépticos de los cuales salen
sus aguas al pozo percolador y luego pasarán a los “tragaderos” existentes tanto en
Chontapampa como en Yanayacu.
En resumen Yanayacu cuenta con su captación de manantial, reservorio, conducción,
aducción y distribución, no será tocado. Chontapampa será mejorada y ampliada, con la
44
construcción de una captación de manantial con planta de tratamiento, construcción de
línea de conducción 605 ml, cambio o reemplazo de tubería de aducción en una longitud
de 1,215 ml. y reemplazo de la red de distribución en una longitud de 1850 ml.
45
VI. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
6.1 CONCLUSIONES
De acuerdo a la Norma OS.050 la presión estática en cualquier punto de la red no deberá
ser mayor de 50 m H2O; por lo tanto, al revisar la presión máxima que posee el sistema
se concluye que el diseño cumple la normativa vigente al presentar una presión máxima
de 24.55 m H2O.
Disminución de la frecuencia de casos de enfermedades gastrointestinales, parasitosis
y dérmicas.
Mejora del ingreso económico familiar, mejora en las condiciones de vida de la población
de las Localidades de Chontapampa Anexo Yanayacu.
Las cotas establecidas en las diversas estructuras que se indican en el presente
documento, son definitivos. En tal sentido, durante la ejecución de las obras se deben
respetar dichos valores a fin de garantizar el correcto funcionamiento del sistema.
Desde el punto de vista ambiental, la ejecución del proyecto no generará impactos
negativos en el medio ambiente, muy por el contrario, traerá beneficios positivos en el
mismo, contribuyendo a mejorar la salud de la población, la calidad del aire, del agua y
del suelo.
De acuerdo a la Norma OS.050 la velocidad máxima en la red de agua potable deberá
ser de 3 m/s; por lo tanto, al revisar los valores obtenidos (Resumen N° 01) se concluye
que el diseño cumple con la normativa vigente dado que la velocidad máxima es de 0.732
m/s lo que indica que la diferencia entre lo estipulado por la norma y el valor obtenido es
mínima y se acepta como velocidad máxima.
La realización de este tipo de proyectos, favorece a la formación profesional del futuro
Ingeniero Civil, ya que permite llevar a la práctica la teoría, adquiriendo criterio y
experiencia a través del planteamiento de soluciones viables a los diferentes problemas
que padecen las comunidades de nuestro país.
Con el buen uso y mantenimiento adecuado del proyecto, se beneficiará a las futuras
generaciones. El presente estudio se constituye la herramienta fundamental para la
ejecución o construcción, será posible implementar un sistema de abastecimiento para
la Localidad de Chontapampa y anexo Yanayacu, que cumpla las condiciones de
cantidad y calidad y de esta manera garantizar la demanda en los puntos de
abastecimiento y la salud para los moradores de este sector.
46
6.2 RECOMENDACIONES
Al cumplir con el diámetro mínimo que estipula el Reglamento Nacional de Edificaciones
para la red de agua potable, se desarrollan velocidades bajas que podrían generar
problemas de sedimentación en el sistema en la etapa de operatividad es por ello que
se propone colocar válvulas de purga en las zonas más bajas de la red para la limpieza
y mantenimiento.
También se recomienda que se genere un manual de operatividad y mantenimiento por
parte de la comunidad que va administrar el servicio de agua.
En el Perú la demanda de los servicios básicos como agua potable y alcantarillado se
encuentra insatisfecha, a nivel nacional solo el 78.2% de la población cuenta con el
servicio de agua potable y solo el 66.1% cuenta con el saneamiento 61 correspondiente.
Es por ello que el diseño y elaboración de proyectos de agua potable y saneamiento se
convierte en uno de los grandes ejes de cambio y desarrollo que se debe afrontar en el
futuro inmediato.
La Comunidad que administra el agua debe tener un registro completo del
comportamiento de la calidad del agua cruda para proceder a la determinación del grado
de cloro para, operar y mantener eficiente la planta de tratamiento ampliado y mejorado.
Los parámetros básicos son turbiedad, color, termo tolerante y otros que se estime
conveniente por el personal calificado de la empresa de saneamiento a cargo de la
planta.
Se debe tener actualizado el padrón de usuarios con conexiones de agua potable y
desagüe, además de su estado como en servicio, cortado, anulado, etc. c. En tiempos
de avenida en la cual la calidad del agua cruda tiene turbiedades iguales o superiores a
1000 UTN, es conveniente que se realice un pre tratamiento al agua cruda a través de
sedimentadores y/o sistema de almacenamiento que remuevan la alta turbiedad y no
afecten sensiblemente la operación de la planta de tratamiento
Se debe mantener las válvulas de aire en la línea de conducción para no afectar la
capacidad de conducción.
La enseñanza y difusión del uso de los software para el diseño de las redes de agua
potable y alcantarillado permitirá reducir el tiempo en los diseños, debido a que disminuye
el tiempo de los procesos iterativos propios del diseño; y a la vez permitirá evaluar
47
diferentes alternativas como el recorrido y el material a utilizar para determinar la red
más eficiente y económica.
Promover en la comunidad beneficiaria, proyectos de reforestación del área cercana a
las fuentes, para favorecer la infiltración de agua, y evitar la erosión y disminución de los
caudales de las fuentes en época seca.
Brindar apoyo a las comunidades rurales en materia de sistemas de abastecimiento de
agua y saneamiento básico.
Como paso preliminar para la construcción del sistema de abastecimiento se deberá
contar con el documento legalizado del área del terreno donde se va a construir la planta
de tratamiento en donde se verifique que esta área pertenezca a toda la comunidad.
48
VII. BIBLIOGRAFÍA
1 Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo (PNUD). (2009) Informe sobre
desarrollo humano Perú 2009: Por una densidad del Estado al servicio de la gente. Lima:
Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo.
2 Ministerio de Vivienda, Construcción y Saneamiento (2009). Informe final (producto
3). Evaluación independiente del diseño y ejecución del programa Agua para Todos.
Lima: Ministerio de Vivienda, Construcción y Saneamiento.
3 Arocha, S. (1980). Abastecimientos de agua. Teoría y diseño. Caracas: Vega.pp.11-12
4 Cepes Portal Rural. (2012). Centro Peruano De Estudios Sociales. 10 de abril, de
CEPES Sitio web: http://www.cepes.org.pe
5 Ministerio de Salud 1994: 9
6 Arocha, S. (1980). Abastecimientos de agua. Teoría y diseño. Caracas: Vega.p.14
7 Arocha, S. (1980). Abastecimientos de agua. Teoría y diseño. Caracas: Vega.pp.15-17
8 Arocha, S. (1980). Abastecimientos de agua. Teoría y diseño. Caracas: Vega.p.20
9 Acevedo y Acosta (1975). Manual de hidráulica. 6ta ed. Sao Paulo: Edgard
Blucher.pp.210-211.
10 Ministerio De Vivienda, Construcción y Saneamiento (2006). Reglamento Nacional de
Edificaciones – Normal OS.010. Lima: Ministerio de Vivienda, Construcción y
Saneamiento.
11 Ministerio De Vivienda, Construcción y Saneamiento (2006). Reglamento Nacional de
Edificaciones – Normal OS.070. Lima: Ministerio de Vivienda, Construcción y
Saneamiento.
12 Arias, E. (1995). Alcantarillado y Drenaje Pluvial. Lima: universitaria.p.21
13 Arias, E. (1995). Alcantarillado y Drenaje Pluvial. Lima: universitaria.pp.31-33
14 Arias, E. (1995). Alcantarillado y Drenaje Pluvial. Lima: universitaria.p.32
15 Arias, E. (1995). Alcantarillado y Drenaje Pluvial. Lima: universitaria.pp.34-42
16 Organización Panamericana de la Salud (OPS) (2005). Guías para el Diseño de
tecnologías de alcantarillado. Lima: Organización Mundial de la Salud.
49
ANEXOS
ANEXO 1: PLANOS
50
ÍNDICE DE PLANOS
UBICACIÓN
Ubicación y Localización…………………………………………………………………UL-01
PLANO CLAVE…………………………………………………………………………...PC-01
PASE AÉREO
Pases Aéreos……………………………………………………………………………...PA-01
Detalles Pases Aéreos……………………………………………………………………PA-02
SISTEMA DE ALCANTARILLADO
Plano Topográfico Chontapampa ……………………………………………………….AL-01
Plano Total Alcantarillado Chontapampa……………………………………………….AL-02
Diagrama de Flujo Chontapampa ……………………………………………………….AL-03
Perfiles Longitudinales Alcantarillado Chontapampa………………………………….AL-04
Perfiles Longitudinales Alcantarillado Chontapampa………………………………….AL-05
Plano de Lotizaciones Chontapampa……………………………………………………AL-06
Plano Topográfico Yanayacu…………………………………………………………….AL-07
Plano Total Alcantarillado Yanayacu…………………………………………………….AL-08
Diagrama de Flujo Yanayacu…………………………………………………………….AL-09
Perfiles Longitudinales Alcantarillado Yanayacu……………………………………….AL-10
Plano de Lotizaciones Yanayacu………………………………………………………...AL-11
Detalles Buzones………………………………………………………………………….AL-12
Detalles Medias Cañas……………………………………………………………………AL-13
Detalles Conexiones Domiciliarias Alcantarillado………………………………………AL-14
SISTEMA DE AGUA POTABLE
Plano en Planta Línea de Conducción…………………………………………………..AG-01
Perfil Línea de Conducción………………………………………………………………AG-02
Plano en Planta Línea de Aducción……………………………………………………..AG-03
Perfil Línea de Aducción………………………………………………………………….AG-04
Red de Distribución Agua Chontapampa……………………………………………….AG-05
Croquis Sistema de Agua Potable……………………………………………………….AG-06
Captación de Manantial Tipo C-2………………………………………………………..AG-07
Sedimentador…………………………………………………………………………….. AG-08
Filtro Lento…………………………………………………………………………………AG-09
Caja Rompe Presión Tipo 7………………………………………………………………AG-10
Válvula de Purga…………………………………………………………………………. AG-11
51
Válvula de Aire…………………………………………………………………………… AG-12
Detalles Conexiones Domiciliarias Agua Potable…………………………………… AG-13
PLANTA DE TRATAMIENTO
Planta de Tratamiento N°01 Chontapampa...………………………………………… PT-01
Planta de Tratamiento N°02 Chontapampa……………………………………………..PT-02
Planta de Tratamiento N°3 Anexo Yanayacu…………………………………………...PT-03
TANQUE SÉPTICO
Tanque Séptico – Pozo percolador 1 Chontapampa…………………………………. TS-01
Tanque Séptico – Pozo percolador 2 Chontapampa…………………….…………….TS-02
Tanque Séptico – Pozo percolador 3 Anexo Yanayacu……………………………… TS-03
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